銀イオンを活用する安全な新規抗菌性PEEK冠の開発
| Project/Area Number |
22K17113
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 57050:Prosthodontics-related
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
西尾 文子 鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 助教 (00881294)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | PEEK / 金属代替材料 / 歯冠修復 |
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| Outline of Research at the Start |
PEEKは骨折時の固定用プレートに応用されるなど医療分野において金属代替材料として注目されている。申請者は高い材料加工性を持つPEEKに抗菌作用を担持させ、口腔清掃が困難な高齢者や要介護者の口腔内の環境を改善させることを想起した。本研究は、銀イオンの高い抗菌 作用を応用して、口腔内細菌に対して抗菌作用を示す新規抗菌性PEEK材を開発し、その強度や抗菌性を明らかにすることを目的とする。生体安全性や抗菌性に加えて接着強さ、機械的強度、表面性状、レントゲン不透過性を明らかにする。これにより、新規PEEK材の金属代替材料としてのみならず、口腔衛生不良が予測される患者への応用の可能性について検討する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、高い材料加工性をもち、優れた物性を持つポリエーテルエーテルケトン（PEEK）と高い抗菌作用をもつ銀ナノ粒子に着目し、これらを配合した抗菌作用をもつ全く新しい歯冠修復材を開発することを目的とする。生体安全性や抗菌活性に加えて接着強さ、機械的強度、表面性状を解析し、抗菌試験を行うことでPEEK冠の臨床応用の可能性を明らかにする。
2022年度は、CAD/CAMによるPEEK冠の臨床研究に着手し、患者20名に対して歯冠色PEEK冠を装着し6ヶ月間の経過観察を行い、経過は良好であった旨を報告した（Clinical report of six month follow up after cementing PEEK crown on molars）。PEEKの表面性状が菌の付着に影響を及ぼしていると考え、表面性状の分析を行い、銀ナノ粒子を混和した試験片のミュータンス菌に対する抗菌試験を行った。結果、PEEKは既存の臨床にて用いられている研磨用バーを用いて研磨を行うことで0.2マイクロメートル以下の表面粗さを示すようになった。過去の報告より、歯冠修復物を含む口腔内装置の表面粗さは細菌付着やプラーク堆積、患者による舌感の観点から表面粗さ0.2マイクロメートル以下が望ましいとされている。そのため、PEEKは臨床にて用いるにあたり十分な表面の滑沢さを得られることが明らかになった。この内容は現在論文執筆中である。また、歯冠色PEEKのレントゲン不透過性についてもレントゲン撮影を行い、医科用CT装置にて撮影を行った際にハレーション等見られず誤飲誤嚥が起こった際には胸部CT撮影が望ましいことが明らかになった。前述の内容は現在論文投稿中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2022年度は、PEEKの表面性状が菌の付着に影響を及ぼしていると考え、表面性状の分析を行い、銀ナノ粒子を混和した試験片のミュータンス菌に対する抗菌試験を行った。結果、
PEEKは既存の臨床にて用いられている研磨用バーを用いて研磨を行うことで0.2マイクロメートル以下の表面粗さを示すようになった。これは細菌付着やプラーク堆積、患者による舌感の観点から表面粗さ0.2マイクロメートル以下が望ましいとされている臨床的に口腔内で違和感を感じなくなるとされている数値である。そのため、PEEKは臨床にて用いるにあたり十分な表面の滑沢さを得られることが明らかになった。この内容は現在論文執筆中である。
銀ナノ粒子４％を混和したPEEK試験片と混和していないPEEK試験片をJIS Z 2801に準じた手法を用いてその抗菌性を調査した。結果、銀ナノ粒子４％を混和したPEEK試験片上にて培養した菌のコロニー数は減少していたものの、JIS Z 2801規格で抗菌性があると判定できるほどの効果はみられなかった。これは歯冠色PEEKの場合その表面をXPSにて観察した際20％含有されている顔料の酸化チタンが観察されなかったことからPEEKの性質としてPEEKに耐熱性の顔料や抗菌剤を混和させることは可能だが、含有している混合物は表面解析では検出されにくい可能性を示唆している。濃度を増やしたり、その際の物性の変化を調べる必要がある。
また、歯冠色PEEKのレントゲン不透過性についてもレントゲン撮影を行い、医科用CT装置にて撮影を行った際にハレーション等見られず誤飲誤嚥が起こった際には胸部CT撮影が望ましいことが明らかになった。前述の内容は現在論文投稿中である。
論文の修正や当初抗菌性があると見込んだ試料に抗菌性があると判定されなかったため抗菌性を発揮させる加工の模索必要であるためやや遅れているとした。
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| Strategy for Future Research Activity |
2023年度は、抗菌剤を含有したPEEKの表層に銀が検出されなかったことから銀ナノ粒子４％を混和したPEEK試験片と混和していないPEEK試験片を一層研磨した上でJIS Z 2801に準じた手法を用いて抗菌性の有無を調査し、XPSにて銀の元素の有無を確認することとする。また、求められる抗菌性としてミュータンス菌に限らずカンジダ等も含め再度調査し、抗菌剤を含有したPEEKを用いて作製した歯冠修復物および口腔内装置の有効性ならびに安全性について模索していく予定である。また、三点曲げ試験や摩耗試験を行いその物性も比較していく予定である。さらに、2022年度未着手の接着性についてもプライマーや接着性レジンセメントとの組み合わせで最も適したものを模索する。
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)
