チタン結晶構造制御とVUV照射による骨結合促進可能なインプラント表面開発

Research Project

Project/Area Number	23K09292
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 57050:Prosthodontics-related
Research Institution	Niigata University
Principal Investigator	江口香里新潟大学, 医歯学総合病院, 助教 (10779614)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	秋葉陽介新潟大学, 医歯学総合病院, 講師 (70547512) 魚島勝美新潟大学, 医歯学系, 教授 (50213400) 照沼美穂新潟大学, 医歯学系, 教授 (50615739)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000) Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000) Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords	チタン / 表面構造 / 真空紫外域紫外線（VUV） / インプラント / オッセオインテグレーション
Outline of Research at the Start	デンタルインプラントは優れた補綴治療戦略であるが、骨結合に長期間を要するため、患者、歯科医師の双方から治療期間の短縮が求められている。インプラント表面の骨形成促進は、治療期間の短縮や成功率、生存率の向上に寄与する。本研究の目的は、インプラント表面の付着物を除去し、親水性を向上させることによって骨結合を促進する可能性が期待できる真空紫外域紫外線（VUV）照射と、チタンの結晶構造に着目し、チタン表面の結晶制御とVUV照射による生体機能促進機序を解明し、骨結合促進可能なインプラントを開発することである。
Outline of Annual Research Achievements	デンタルインプラントによる補綴治療において、オッセオインテグレーションの獲得は重要であり、インプラント表面の骨形成促進は、治療期間の短縮や成功率、生存率の向上に寄与する。紫外線（UV）照射はインプラント表面の有機物を除去し、親水性を向上させ、骨形成を促進する。しかし、UV照射は効果持続時間の問題で、埋入直前の照射を必要とする。一方、真空紫外域紫外線（VUV）は高エネルギーであり、短時間で有機物除去が可能で、効果持続時間が長い。また、インプラント表面の酸化チタンの安定性やUV感受性は結晶によって異なり、細胞や組織の生体反応も異なると思われる。本研究の目的は、表面粗さを揃えた無構造単一結晶表面チタンを形成し、チタン表面の結晶制御とVUV照射による生体機能促進機序について解明すること、また、これにより骨結合促進可能なインプラントを開発することである。初年度は、表面構造の無い平滑チタン基板を作成し、VUV照射によるチタン基板表面の物理・化学的変化および汚染除去効果について解析を行った。また、VUV照射によって洗浄効果と親水性の向上が確認されたチタン基板上で細胞培養を行い、VUV照射がチタン基板への細胞接着、チタン基板上での細胞増殖および細胞分化に対して及ぼす影響について解析を行った。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 当初の予定通り、VUV照射によるチタン表面の物理・化学的変化やVUV照射チタンに対する細胞の反応について解析を進めている。
Strategy for Future Research Activity	VUV照射チタンインプラントを用いて、骨結合獲得について解析を行う予定である。また、表面粗さを揃えた無構造単一結晶表面チタンを形成し、VUV照射が各単一結晶表面チタンの物理・化学的性質に及ぼす影響について解析を進める。