| Project/Area Number |
20K23089
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0907:Oral science and related fields
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| Research Institution | Hokkaido University (2024)
Health Sciences University of Hokkaido (2020-2023) |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2020-09-11 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | SDT（音響力学療法） / 歯周病 / 金属ナノクラスター / 口腔内細菌 / SDT / 抗菌的音響力学療法 / 活性酸素 / 歯周炎 |
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| Outline of Research at the Start |
音響力学療法(Sonodynamic Therapy: SDT）は音増感剤に超音波を照射することで生成する一重項酸素（強力な酸化力を持つ活性酸素）を利用したがん治療法として注目されている．他方，SDTでは一重項酸素の殺菌作用と歯科用超音波の併用による口腔バイオフィルム除去作用が期待され，簡便で効果的な歯周病治療法となると考えられる．本研究では超音波刺激により一重項酸素を生成する金ナノクラスターを音増感剤として使用し，超音波照射した場合の一重項酸素発生の検証，ならびに口腔内細菌への抗菌作用を明らかにする．さらにSDTによる歯周病治療法の確立を目指す．
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| Outline of Final Research Achievements |
The aim of this study is to establish an antimicrobial sonodynamic therapy (SDT) for periodontal treatment using an ultrasonic scaler and gold nanoclusters. Current periodontal therapies rely mainly on mechanical removal of calculus and biofilm, with limited bactericidal effects. SDT enables simultaneous mechanical disruption and bacterial killing, offering potentially greater therapeutic efficacy. In preliminary experiments, microbubble generation by a dental ultrasonic scaler was confirmed, suggesting the potential for efficient singlet oxygen production and antimicrobial activity at higher frequencies. However, while gold nanoclusters showed some antimicrobial effect when combined with ultrasound, the expected results were not fully achieved. Future efforts will focus on enhancing singlet oxygen generation through the use of metal cluster-dye complexes and improving biofilm penetration via nanogel formulation.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究は、超音波スケーラーと金ナノクラスターを用いた新たな抗菌的音響力学療法（SDT）を歯周病治療に応用する試みであり、従来の機械的除去に加えて殺菌効果を付与する点で学術的意義が高い。また、ナノ材料や音増感剤の応用により、一重項酸素の効率的生成と治療効果の向上が期待される。社会的には、歯周病の効果的かつ低侵襲な治療法の実現により、高齢社会における口腔健康の維持や薬剤耐性対策としての貢献が見込まれる。本研究では実際の臨床応用に至るような成果は得られなかったが、細菌活性試験において行っての効果が見られたことから、今後の発展が見込まれる。
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