Induction of regeneration to hard tissue / periodontal tissue complex around the implant

• Project/Area Number: 15K11185
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Prosthodontics/ Dental materials science and
• Research Institution: Osaka Dental University
• Principal Investigator: KUSUMOTO Tetsuji 大阪歯科大学, 医療保健学部, 教授 (70186394)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田口 洋一郎 大阪歯科大学, 歯学部, 准教授 (60434792) ; 小正 聡 大阪歯科大学, 歯学部, 講師 (70632066)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2017: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: ナノ材料 / インプラント / アメロジェニン / ナノ構造

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to develop new implant materials aiming at the regeneration of periodontal tissues as well as hard tissues by coating nano-modified titanium with amelogenin, which is one of main proteins contained in Emdogain®. We confirmed by quartz crystal microbalance evaluation that amelogenin is easy to adsorb onto the nano-modified titanium surface as a coating. Scanning electron microscopy, scanning probe microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, and Fourier-transform infrared spectroscopy analyses confirmed that amelogenin coated the nano-modified titanium surface following alkali-treatment. In vitro evaluation using rat bone marrow and periodontal ligament cells revealed that the initial adhesion of both cell types and the induction of hard tissue differentiation such as cementum were improved by amelogenin coating. Additionally, the formation of new bone in implanted surrounding tissues was observed in in vivo evaluation using rat femurs.

Research Products

• [Journal Article] Osteogenesis-Related Gene Expression on Alkali-Modified NANOZR and Titanium Surfaces with nanonetwork Structures (2017)
  • Author(s): Komasa S, Nishizaki M, Kusumoto T, Terada C, Yin D, Kawamoto A, Yamamoto S, Yoshimine S, Nishizaki H, Shimizu H, Okazaki J, Kawazoe T
  • Journal Title: バイオインテグレーション学会雑誌 Volume: 7 Pages: 87-94
  • NAID: 130007877882
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evaluation of the Osteointegration of a Novel Alkali-Treated Implant System In Vivo (2017)
  • Author(s): Kusumoto T, Yin D, Zhang H, Chen L, Nishizaki H, Komasa Y, Okazaki J, Komasa S
  • Journal Title: Journal of Hard Tissue Biology Volume: 26(4) Pages: 355-360
  • NAID: 130006832122
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synergistic effect of nanotopography and bioactive ions on peri-implant bone response (2017)
  • Author(s): Su YM, Komasa S, Li PQ, Nishizaki M, Chen R, Terada C, Yoshimine S, Nishizaki H, Okazaki J
  • Journal Title: International Journal of Nanomedicine Volume: 12 Pages: 925-934
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The Impact of Previous Experience on Dentists’Attitudes toward Non-metal Clasp Dentures (2016)
  • Author(s): Komasa S, Sato W, Naito D, Nishizaki M, Zhang H, Nakai K, Kusumoto T, Yoshimine S, Kon-I H, Takahashi K, Nishizaki H, Komasa Y, Okazaki J
  • Journal Title: Journal of Osaka Dental University Volume: 50(2) Pages: 85-92
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Influence of titanium surface topography on in vitro differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells into osteoblasts (2016)
  • Author(s): Komasa S, Miyake A, Fujio M, Nishizaki M, Taguchi Y, Kusumoto T, Okajima Y, Yoshioka Y, Yoshimine S, Yamamoto S, Onchi Y, Kon-I H, Nishizaki H, Okazaki J
  • Journal Title: バイオインテグレーション学会雑誌 Volume: 6 Pages: 17-26
  • NAID: 40021072848
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Bioactivity of Titanium Surface Nanostructures Following Chemical Processing and Heat Treatment (2015)
  • Author(s): Komasa S, Su YM, Taguchi Y, Yamawaki I, Tsutsumi Y, Kusumoto T, Nishizaki H, Miyake T, Umeda M, Tanaka M, Okazaki J
  • Journal Title: Journal of Hard Tissue Biology Volume: 24(3) Pages: 257-266
  • NAID: 130005088085
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of a nanosheet surface structure of titanium on initial attachment of cells (2015)
  • Author(s): Komasa S, Taguchi Y, Nakazawa Y, Kusnoki T, Tashiro Y, Kusumoto T, Nishizaki H, Komasa Y, Okazaki J
  • Journal Title: 日本口腔リハビリテーション学会雑誌 Volume: 28(1) Pages: 1-10
  • NAID: 40020724533
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Antibacterial effect of silver nanoparticles coated titanium nanosheet (2017)
  • Author(s): Zhang H, Komasa S, Su YM, Mashimo C, Kusumoto T, Wang PL, Wanghong Zhao, Nishizaki H, Okazaki J
  • Organizer: The 95th General Session and Exhibition of the IADR
  • Place of Presentation: Moscone West, Sanflancisco, USA
  • Year and Date: 2017-03-24
• [Presentation] アメロジェニンコーティングナノ構造析出純チタン金属がインプラント埋入周囲組織に与える影響について (2017)
  • Author(s): 寺田知里, 小正 聡, 楠本哲次, 西崎 真理子, Chen L, Yin D, 波床 真依, 藤原到, 吉峰茂樹, 西崎 宏, 小正 裕, 岡崎定司
  • Organizer: 平成29年度日本補綴歯科学会関西支部総会ならびに学術大会
• [Presentation] アメロジェニンコーティングナノ構造析出純チタン金属がインプラント埋入周囲歯周組織に与える影響 (2017)
  • Author(s): 寺田知里, 小正 聡, 楠本哲次, Chen L, 波床真依, Yin D, 西崎 宏, 岡崎定司
  • Organizer: 第15回日本再生歯科医学会大会
• [Presentation] タンパク質をコーティングしたナノ構造析出純チタン金属の生体適合性について (2017)
  • Author(s): 楠本哲次, 小正 聡, 寺田知里, Chen L, 西崎 宏, 田口洋一郎, 岡崎定司, 小正 裕
  • Organizer: 第47回日本口腔インプラント学会学術大会
• [Presentation] 歯根膜細胞がタンパク質をコーティングしたナノ構造析出純チタン金属のインプラント材料へ与える影響について (2017)
  • Author(s): 小正 聡, 楠本哲次, Zhang H, Chen L, 小正 裕, 西崎 宏, 岡崎定司
  • Organizer: 第47回日本口腔インプラント学会学術大会
• [Presentation] アメロジェニンコーティングナノ構造析出純チタン金属板が骨髄細胞および歯根膜細胞の初期接着に与える影響について (2017)
  • Author(s): 寺田知里, 小正 聡, 楠本哲次, Chen L, Yin D, 波床真依, 西崎 宏, 岡崎定司
  • Organizer: 第47回日本口腔インプラント学会学術大会
• [Presentation] ナノ構造析出純チタンへのタンパク質のコーティングが硬組織分化誘導能に与える影響 (2017)
  • Author(s): 寺田知里, 小正 聡, 楠本哲次, 西崎真理子, Su Y, Zhang H, Chen L, 西崎 宏, 岡崎定司
  • Organizer: 日本補綴歯科学会第126回学術大会
• [Presentation] タンパク質のコーティングがナノ構造析出純チタン金属表面の硬組織分化誘導能に与える影響について (2016)
  • Author(s): 寺田 知里, 小正 聡, 楠本 哲次, 西崎 宏, 岡崎 定司
  • Organizer: 公益社団法人日本口腔インプラント学会 第36回近畿・北陸支部学術大会
  • Place of Presentation: 富山国際会議場，富山市 富山県
  • Year and Date: 2016-12-18
• [Presentation] 表面構造制御新規インプラント材料表面における生体適合性について (2016)
  • Author(s): 西崎 真理子, 小正 聡, 藤尾 美穂, 寺田 知里, 楠本 哲次, 西崎 宏, 田中 昌博, 岡崎 定司
  • Organizer: 第30回日本口腔リハビリテーション学会学術大会
  • Place of Presentation: 京都市国際交流会館，京都市 京都府
  • Year and Date: 2016-11-20
• [Presentation] 糖尿病状態がTNS析出純チタン金属表面に及ぼす影響について (2016)
  • Author(s): 小正 聡, 田口 洋一郎, 楠本 哲次, 岡島 裕梨, 吉岡 紀代子, 篠原 憲吾, 武田 智香子, 西崎 宏, 岡崎 定司
  • Organizer: 第23回日本歯科医学会総会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場，福岡市 福岡県
  • Year and Date: 2016-10-22
• [Presentation] 濃アルカリ処理を行った新規インプラント材料の生体適合性 (2016)
  • Author(s): 小正 聡, 西崎 真理子, 田口 洋一郎, 楠本 哲次, 佐藤 航, 寺田 知里, 西崎 宏, 岡崎 定司
  • Organizer: 第46回日本口腔インプラント学会学術大会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場，名古屋市 愛知県
  • Year and Date: 2016-09-17
• [Presentation] 浸漬アルカリ溶液の濃度が純チタン金属表面の骨形成活性に与える影響について (2016)
  • Author(s): 小正 聡, 田口 洋一郎, 楠本 哲次, 寺田 知里, 西崎 宏, 岡崎 定司
  • Organizer: 日本バイマテリアル学会 第11回関西若手研究発表会
  • Place of Presentation: 神戸大学百年記念館，神戸市 兵庫県
  • Year and Date: 2016-08-06
• [Presentation] 加熱処理ナノ構造析出純チタン金属が骨髄細胞の初期接着能に与える影響について (2016)
  • Author(s): 藤尾 美穂, 小正 聡, 蘇 英敏, 西崎 真理子, 楠本 哲次, 関野 徹, 西崎 宏, 岡崎 定司
  • Organizer: 公益社団法人日本補綴歯科学会第１２５回学術大会
  • Place of Presentation: 石川県立音楽堂，金沢市 石川県
  • Year and Date: 2016-07-09
• [Presentation] チタン合金への濃アルカリ処理が硬組織形成誘導に与える影響について (2015)
  • Author(s): 小正 聡, 田口 洋一郎, 西崎 真理子, 楠本 哲次, 西崎 宏, 岡崎 定司
  • Organizer: 第29回日本口腔リハビリテーション学会学術大会
  • Place of Presentation: 徳島大学長井記念ホール（徳島県・徳島市）
  • Year and Date: 2015-11-15
• [Presentation] グルコース濃度の変化がTNS析出純チタン金属表面に及ぼす影響について (2015)
  • Author(s): 小正 聡, 田口 洋一郎, 蘇 英敏, 藤尾 美穂, 西崎 真理子, 内藤 大介, 楠本 哲次, 西崎 宏, 岡崎 定司
  • Organizer: 平成27年度日本補綴歯科学会関西支部総会ならびに学術大会
  • Place of Presentation: 兵庫医療大学（兵庫県・神戸市）
  • Year and Date: 2015-11-07
• [Presentation] 純チタン金属表面に析出されたナノ構造への加熱処理がラットの骨髄細胞の硬組織分化誘導に与える影響について (2015)
  • Author(s): 小正 聡, 田口 洋一郎, 楠本 哲次, 西崎 宏, 岡崎 定司
  • Organizer: 第45回日本口腔インプラント学会学術大会
  • Place of Presentation: ホテルグランヴィア岡山（岡山県・岡山市）
  • Year and Date: 2015-09-23
• [Presentation] 濃アルカリ処理により純チタン金属表面に析出させたナノ構造への加熱処理の影響 (2015)
  • Author(s): 藤尾 美穂, 小正 聡, 蘇 英敏, 関野 徹, 楠本 哲次, 西崎 宏, 田中 昌博, 岡崎 定司
  • Organizer: 公益社団法人日本補綴歯科学会第124回学術大会
  • Place of Presentation: 埼玉ソニックシティ（埼玉県・大宮市）
  • Year and Date: 2015-05-31
• [Presentation] Effect of TNS-modified structure of titanium alloys on cell differentiation (2015)
  • Author(s): Komasa S, Taguchi Y, Kusumoto T, Nishizaki H, Okazaki J
  • Organizer: 2015 Biennial Joint Congress of JPS-CAP-KPS
  • Place of Presentation: 小涌園（静岡県・箱根市）
  • Year and Date: 2015-04-12