パウダージェットデポジション法による歯質・生体材料間の新インターフェイス創成

Research Project

Project/Area Number	17659603
Research Category	Grant-in-Aid for Exploratory Research
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	補綴理工系歯学
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	佐々木啓一東北大学, 大学院歯学研究科, 教授 (30178644)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	厨川常元東北大学, 大学院工学研究科, 教授 (90170092) 鈴木治東北大学, 大学院歯学研究科, 教授 (60374948) 川田哲男東北大学, 大学院歯学研究科, 大学院非常勤講師 (80292225)
Project Period (FY)	2005 – 2006
Project Status	Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help	¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000) Fiscal Year 2006: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000) Fiscal Year 2005: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Keywords	powder jet deposition / ultra-fine particle / enamel substrate / abrasive jet machining system / high speed impact / locally energy release / mechanochemical reaction / hydroxyapatite thick film
Research Abstract	本研究は,歯の主成分であるハイドロキシアパタイト(以下HA)微粒子を歯質上に高速で吹きつけ,接着材を介することなく直接HA厚膜を形成することで全く新しい歯質-生体材料間インターフェイスを創成し,新たな歯科治療を提案することである.本研究は大きく3グループ((1)PJD装置開発(2)HA開発(3)臨床試験,評価)に分けられる. (1)に関しては,歯科用PJD装置の試作を行った.HA粉体はガラス容器に窒素充填した状態で提供する方式とし,そこからサーボモータ駆動の微量供給ピストンを用いて押し出す方式を新たに考案した.また装置全重量は,歯科医師が常用可能な150から180gの範囲になるように小型軽量化を図った. (2)に関しては,HA粉合成条件を種々検討し,結晶性の高い粉体が合成でき,かつその粒度分布が2-3μmで一定になるような条件を見いだした.(2)によって合成したHA粉体を,(1)で試作した装置により噴射実験を行い,成膜状態を確認した.またその機械的性質,人工唾液中での形態変化等を観察した. (3)に関しては,(1),(2)で試作した装置並びに粉体を用いて,歯質上に噴射成膜した.新たに合成したHA粉が,安定して噴射することが可能となり,HA膜の生成も良好で,硬度はHV500程度であることを確認した.さらにSEM並びにTEMによる膜断面の観察を行った結果,均一な断面構造を持つHA粉体が,衝突により一旦数10nmの微粒子に粉砕され,再び再結合して膜形成がされていることが明らかとなった. またそのHA膜は,人工唾液中で放置してその形態変化を観察した結果,膜表面に新たな膜が堆積している状態が観察され,膜厚は実質,増加することが明らかになった.