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Study on remineralization strategy using dentin single-section and polymicrobial biofilm model

Research Project

Project/Area Number 20K09965
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 57030:Conservative dentistry-related
Research InstitutionKanagawa Dental College

Principal Investigator

向井 義晴  神奈川歯科大学, 歯学部, 教授 (40247317)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 石澤 将人  神奈川歯科大学, 歯学部, 助教 (60846989)
國松 雄一  神奈川歯科大学, 歯学部, 助教 (20835673)
富山 潔  神奈川歯科大学, 歯学部, 准教授 (90237131)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords象牙質 / バイオフィルム / 脱灰 / 再石灰化 / マイクロラジオグラフィー / 細菌叢の変化 / シングルセクション / TMR
Outline of Research at the Start

現在の虫歯(う蝕)治療は、機械的な歯質切削中心の治療から再石灰化処置を中心とした非侵襲性の治療へとシフトしている。一方、その手段は歯ブラシの励行と歯磨剤中心のフッ化物応用に未だ留まり、新たな再石灰化療法の開発が急務とされている。細菌の集合体であるバイオフィルムを用いて作製されたう蝕歯中に存在する細菌が不活性な環境に転じることで効果的な再石灰化が誘導されるか否かを検討することは極めて重要である。本研究では経時的な変化を観察できるシングルセクション法と口腔内多種細菌からなるバイオフィルムモデルを使用して、口腔内に近似した脱灰・再石灰化環境を構築し、複数のイオンによる再石灰化促進効果を検討する。

Outline of Annual Research Achievements

ウシ歯根部象牙質円板をバイオフィルム形成用試片とした.〔実験1再石灰化誘導〕①表層下脱灰病巣群(cont),②スクロース非含有再石灰化群(S(-)),③スクロース添加再石灰化群(S(+))および④再脱灰群(S(-)de)の4群とした.〔実験2再石灰化象牙質細菌叢分析〕①cont,②S(-),③S(+)の3群とした.Amsterdam Active Attachment ModelとMcBain培養液を使用した48時間の嫌気培養(cont群)で表層下脱灰病巣を形成し,cont群以外の3群に対してはバイオフィルム残存下で2種類の再石灰化培養液(スクロース添加有・無)を用いて336時間培養した.S(-)de群はさらに48時間の追加培養(スクロース含有)を行った.〔実験1〕培養終了後にTMRを撮影し,ミネラル喪失量を測定した.〔実験2〕各サンプルの次世代シーケンス・アンプリコン解析を行なうことによりバイオフィルムサンプルに由来する菌群の帰属分類群を推定した.〔実験1)cont群では表層下脱灰病巣が形成され,S(-)群およびS(+)群では再石灰化が確認された.また,S(-)de群は, S(-)群に比較して有意なミネラル喪失が認められた.〔実験2〕cont群ではStreptococcus,S(+)群ではVeillonellaが最も多く検出された.S(-)群で最も多く検出されたParvimonasは他の群ではほとんどみられなかった.代謝が活発でないS(-)群の細菌叢にParvimonasが多く認められ,プラークの初期形成に関与すると言われているVeillonellaがS(+)群に多く検出されたことは本再石化モデルが口腔内環境に類似している可能性を示唆するものと考えられた.
本研究結果はAmerican Journal of Dentistry 37, 47-52, 2024に掲載された.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

2023年度の1年間の延長を許可され,英文誌(American Journal of Dentistry)に掲載された.

Strategy for Future Research Activity

当初の目的の1つであった本モデルを用いた多種イオン徐放性材料抽出液やホームホワイトニング材の主成分である過酸化尿素が再石灰化に与える影響が未実施であっため,さらに1年間(2024年度)の延長を許可いただき研究を進めており,本年度の学会で発表予定である。

Report

(4 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] Microbial shift of oral biofilm associated with remineralization of root dentin lesions2024

    • Author(s)
      Koura Yuna, Tomiyama Kiyoshi, Kunimatsu Yuichi, Hamada Nobushiro, Mukai Yoshiharu
    • Journal Title

      American Journal of Dentistry

      Volume: 37 Pages: 47-52

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  • [Presentation] 多菌種バイオフィルム存在下での再石灰化に伴う歯根象牙質上の細菌叢変化2023

    • Author(s)
      小浦裕菜, 富山潔, 國松雄一,浜田信城, 向井義晴
    • Organizer
      第4回象牙質歯髄治療学会学術大会
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  • [Presentation] 根面齲蝕の再石灰化に伴うバイオフィルム細菌叢の変化2023

    • Author(s)
      小浦裕菜,富山潔,國松雄一,浜田信城,向井義晴
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      第159回日本歯科保存学会2023年度秋季学術大会
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      小浦裕菜
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      日本歯科保存学会2023年度秋季学術大会(第159回)
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      小浦裕菜
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      小浦裕菜
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      日本歯科保存学会2022年度春季学術大会(第156回)
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  • [Presentation] シングルセクション法とポリマイクロバイアルバイオフィルムモデルを用いた象牙質齲蝕モデルの確立2021

    • Author(s)
      石澤将人,富山 潔,小浦裕菜,浜田信城 ,向井義晴
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      日本歯科保存学会2021年度春季学術大会(第154回)
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  • [Presentation] 象牙質シングルセクションと多菌種バイオフィルムモデルを用いた表層下脱灰病巣モデルの確立2020

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      石澤将人,富山 潔,浜田信城,向井義晴
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      神奈川歯科大学学会第55回総会
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      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-12-25  

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