| Project/Area Number |
23K24536
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| Project/Area Number (Other) |
22H03278 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 57040:Regenerative dentistry and dental engineering-related
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| Research Institution | Fukuoka Dental College |
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Principal Investigator |
都留 寛治 福岡歯科大学, 口腔歯学部, 教授 (50314654)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
南澤 宏瑚 福岡歯科大学, 口腔歯学部, 助教 (20897508)
梶本 昇 福岡歯科大学, 口腔歯学部, 講師 (30824213)
丸田 道人 福岡歯科大学, 口腔歯学部, 准教授 (40507802)
佐藤 平 福岡歯科大学, 口腔歯学部, 講師 (80866715)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2023: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2022: ¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000)
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| Keywords | アパタイトセメント / 炭酸アパタイト / 抗菌作用 / 生体吸収性 / リン酸カルシウムセメント |
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| Outline of Research at the Start |
骨欠損部に充填すると速やかに硬化し、抗菌作用を発揮しながら生体内で吸収・骨置換される炭酸アパタイトセメントの創製を本研究の目的とする。目的を達成するために、①骨吸収性を高める炭酸イオンの含有量制御；②抗菌性を発現する金属イオン等の徐放性制御；③臨床使用に耐えうる力学的特性の付与を試みる。In vitro評価で、破骨細胞性吸収作用、抗菌作用および力学的特性の最適化を図り、ラットの骨欠損モデルにより骨置換性を評価する。これら一連の研究を通じて、炭酸イオンが破骨細胞性吸収を高め、生体内吸収性および骨置換性を亢進すること、抗菌性金属イオンの徐放制御によって抗菌性が発現することを学術的に明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、骨欠損部に充填すると速やかに硬化し、抗菌作用を発揮しながら生体内で吸収・骨置換される炭酸アパタイトセメントの創製を目的としている。令和6年度は以下の研究実績が得られた。
①TTCP-DCPA系のアパタイトセメントの出発原料を部分的にバテライト（炭酸カルシウムの多形の一種）で置換し、その量を変化させることで炭酸アパタイトセメント硬化体中の炭酸含有量制御を試みた。炭酸含有量制御にはCa/P比とリン酸イオン濃度が鍵となることが明らかとなり、本手法により3～9 mass%と低濃度領域においても炭酸含有量の制御が可能となった。
②炭酸含有量の異なる炭酸アパタイトセメント硬化体（6.1, 9.7, 10.9 mass%）を用いて、骨髄前駆細胞の初期破骨細胞分化に及ぼす影響を調査した結果、炭酸含有量の高い2つの試料（9.7, 10.9 mass%）は6.1 mass%含有する試料に比べ有意に高い破骨細胞形成能および分化活性を示すことが分かった。この結果から、一定量以上の炭酸イオンは破骨細胞分化および活性に寄与している可能性が示唆された。
③Ag含有炭酸アパタイトセメントの各種基礎物性評価を行い、抗菌性を発現できる量のAgを添加しても、硬化時間、操作性、体内模倣環境における炭酸アパタイトへの相変換、気孔率、間接引張強さに影響を及ぼさないことが明らかになった。炭酸アパタイト中におけるAgの存在状態については継続検討中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本学マイクロCTの故障により令和6年度に計画していた一部のin vivo評価の先送りを余儀なくされた。装置の修理完了後より速やかに動物実験を開始しているが、in vivo評価の部分に関しては年度内の結果の取り纏めが困難と判断したため、令和7年度の延長申請を行い、承認を受けている。
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| Strategy for Future Research Activity |
ゲンタマイシン含有炭酸アパタイトセメント硬化体を用いた、ラット脛骨の骨欠損モデルによる新生骨形成および炎症の有無について、評価の継続と結果の取り纏めを行う。マイクロCT像および病理組織像が得られ次第、結果を取り纏めて学会での成果報告や学術論文による成果の公表を行う予定にしている。
炭酸アパタイトセメントをラット背部皮下に埋入し、生体内環境における相変換の実情を調査する件についても先送りになっていたため、可及的速やかに実施する。マイクロCTによる画像解析とX線回折法を用いて、我々が採用しているin vitro生体模倣環境の有効性について議論する予定にしている。
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