2.1 Metallic Neurological Implants
種々の神経学的状態を治療するために用いられる移植金属デバイスは、パーキンソン病に伴う運動欠損の治療に用いられる深部脳刺激装置（Duker and Espay, 2013）、脳血管の瘤を塞ぐのに用いられる動脈瘤クリップおよび血管内コイル（Killer et al, 2010). 診断的には、脳の電気活動を慢性的にモニタリングするための微小電極アレイの構成要素として使用することができる。 埋め込み型金属製神経デバイスは、チタン（主にTi6Al4V）およびコバルトを含む多くの合金で構成されています。 記録用電極は純白金から作られることが多いが、タングステン、白金イリジウム合金、またはステンレス鋼（絶縁体材料でコーティング）などの他の金属も使用されており（Prasadら、2012）、シリコンベースの材料が、頭蓋内電極用の金属合金の非金属代替物として検討されている（Groothuisら、2012）。 2014）。
脳への合金の移植後に起こる一般的な組織反応は、グリア細胞の活性化およびグリア瘢痕の形成を含む（Griffith and Humphrey, 2006; Winslow and Tresco, 2010; Groothuis et al.、2014）。 一部の金属材料は、他の材料よりも脳組織との生体適合性がはるかに高く、したがって、神経学的に移植されたデバイスの製造に有用な材料として機能する。 StensaasとStensaas（1978）は、脳内に移植された金属材料の病理組織学的反応を評価するために包括的な研究を実施した。 彼らは、純粋なゲルマニウム、銀、鉄、銅、コバルトから作られたワイヤーは、移植後のウサギの脳で非常に毒性の高い反応を引き起こすことを発見しました。 タンタル、モリブデン、ニッケル-クロム合金は、インプラント周囲の組織と結合組織の薄層に多核巨細胞が存在することを特徴とする「反応性」反応を示した。 この研究では、アルミニウム、金、タングステン、プラチナなど、比較的毒性の低い材料が使用された。 同様に、Yuenら（1987）は、ウサギに地下移植されたプラチナ・ディスクは、許容可能な生体適合性プロファイルを有するが、銀-塩化銀ディスクは、浮腫およびグリオーシスなどの劇的な組織反応を引き起こすことを見出した。 Mofidら（1997）は、ウサギの脳における金属固定材料の生体適合性を評価し、移植された材料に対する古典的な炎症反応を指摘したが、興味深いことに、異なる材料に対する反応は時間と共に変化することが観察された。 例えば、純チタンを移植した2週間後の脳では大きな炎症反応が見られたが、チタンに対する組織学的反応は時間の経過とともに消失し、移植後26週目のVitallium（移植デバイスに広く用いられるコバルトクロム-モリブデン合金）や陰性対照材料（シリコーンエラストマー）で生じたものと同程度であった。 一方、316Lステンレス鋼は、8週間後と26週間後に炎症反応が徐々に増加し、26週間後の白血球反応は、チタンやビタリウムで生じた炎症反応よりも大きくなった。 ステンレス鋼合金の組成は、移植後の組織学的反応の重 度に関与している。 例えば、Dujovnyら（2010）は、様々なステンレス鋼合金（例えば、17-7PH、405）は、高い腐食性と好ましくない組織学的反応のために、脳への移植に適していないと報告している。 一方、316MOS鋼やチタン、エジロイ（コバルト合金）などの合金は、より生体適合性に優れていた。 耳鼻咽喉科手術にアルミニウム含有骨セメントを使用した後に、患者に脳症が発生したとする症例報告が多数発表されている（Renardら、1994年；Hantsonら、1995年；Reuscheら、1995年）。 9199>
埋込み金属材料に対する脳の組織学的反応は、明らかに神経埋め込みデバイスの製造に使用する合金の選択に影響を与えます。 磁気共鳴画像（MRI）適合性などの他の要因も、金属製神経インプラントに使用するための最適な材料を決定する上で役割を果たすことができる。 例えば、エジロイとチタンの両方が頭蓋内動脈瘤クリップの製造に使用されているが、チタンは、コンピュータ断層撮影およびMRI放射線画像中のアーチファクト形成を最小限に抑えるという追加の利点があるため、好ましい合金である（Horiuchi et al.、2014）＜9199＞＜2128＞金属製インプラントから放出される金属の毒物学的影響の理解に加え、臨床的観点から、組織反応が装置の性能に対して持ち得る効果も考慮することは重要である。 この要因は、慢性的に埋め込まれる記録用電極の性能に特に関連している。 脳内の電極によって生じる異物反応、特にグリア細胞による電極の封じ込めは、脳からの神経信号を検出する電極の能力を低下させる結果となります。 9199>
以上のことから、いくつかの金属合金は脳や神経組織に移植されると好ましくない病理組織学的反応を示しますが、実験的研究により生体適合性反応が許容される合金が特定されています。 これらの知見により、医療機器メーカーは、埋め込み型神経デバイスの開発において、最も良好な臨床性能を発揮する材料を選択することができる。 神経学的に移植されたデバイスで使用するための金属材料を選択する際に考慮すべき要因には、合金に対する組織の反応のほか、移植の期間、インプラントの挿入中に生じる組織の外傷、およびデバイスの幾何学的形状がある（Groothuis et al.、2014）
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