| Project/Area Number |
24K12920
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 57030:Conservative dentistry-related
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| Research Institution | Asahi University |
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Principal Investigator |
川木 晴美 朝日大学, 歯学部, 教授 (70513670)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
奥山 克史 朝日大学, 歯学部, 教授 (00322818)
堀田 正人 朝日大学, その他部局等, 教授 (10157042)
横川 善之 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 客員教授 (20358310)
近藤 信夫 朝日大学, 歯学部, 教授 (40202072)
新谷 耕平 朝日大学, 歯学部, 講師 (50824455)
高山 英次 朝日大学, 歯学部, 准教授 (70533446)
上野 恭平 朝日大学, 歯学部, 助教 (70837848)
神谷 真子 朝日大学, 経営学部, 教授 (80181907)
玉置 幸道 朝日大学, 歯学部, 教授 (80197566)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2026: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 層状複水酸化物 / ハイドロタルサイト / イオン交換 / Zn-Al系ハイドロタルサイト / フッ素置換型Zn-Al系ハイドロタルサイト / 硫化物除去 / 歯肉上皮細胞 / 歯周病関連細菌 / 層状複水酸化物(LDH) / 低分子吸着 / 口臭除去 / フッ素徐放性 / 抗菌作用 |
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| Outline of Research at the Start |
層状複水酸化物ハイドロタルサイト(HT)は金属複水酸化物層と水および陰イオンからなる中間層とが積層構造を形成し、中間層に陰イオン性物質を吸着するという特性をもつ。本研究では、亜鉛Znの抗菌作用と硫黄との親和性に着目し、ZnとアルミニウムAlが金属層を構成するZn-Al-HTを合成し、中間層にフッ素を取り込ませてフッ素徐放能を付与したフッ素徐放性Zn-Al-HT（F/Zn-Al-HT）を創製する。そして、硫化物等有害物質の吸着、抗菌作用、歯質強化作用、抗う蝕作用等を併せもつ多機能型歯科用材料として、物理化学的特性評価、ヒト由来細胞/微生物培養系等での評価を経て歯科臨床への応用を目指すものである。
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| Outline of Annual Research Achievements |
Zn-Al骨格からなる層状複水酸化物(Zn-Al・LDH)は陰イオン交換能および低分子吸着特性をもつ物質である。Mg-Al骨格からなるハイドロタルサイト(HT)と呼ばれる鉱物は胃粘膜を守る制酸剤等として医療の分野では既に応用されている。この物質に着目し、味覚発現作用や抗菌作用が報告されており硫黄との親和性の高い亜鉛Znを活用するためZn-Al・LDHを合成して、硫黄化合物の吸着や合成後にフッ素Fを取り込ませ、有効成分を徐放する歯科材料として応用しようとするのが本研究の骨子である。
本年度は、Zn-Al・LDHの合成系の改良と層間の陰イオンをフッ素に置換したフッ素置換型Zn-Al・LDHの作製を行った。また、Znに変えて骨格をCa-AlとするLDHの合成を試みた。
次いで、試料からの溶出物の評価のためにヒト口腔由来細胞を用いて評価したところ、間葉系の細胞である歯髄由来幹細胞と歯肉線維芽細胞で、ある濃度で溶出物を含む培地で増殖が促進された。一方で溶出物量が高濃度の培地では増殖は抑制された。また、歯肉上皮前駆細胞では増殖促進効果はみられず、増殖抑制も間葉系細胞よりも低い濃度でみられることがわかった。しかしながら、間葉系、上皮系の両系統の細胞で増殖に影響のみられない濃度の溶出物を含む培地と同様に作製した培地を用いてP. gingivalisの培養を行ったところ、P. gingivalisの増殖は顕著に抑制され、ヒト口腔由来細胞に為害性を示さない条件での抗菌作用が確認できた。さらに、口臭の原因物質であり有害な硫化物を吸着する材料の作製を目的に、ジェル状素材の試作を行うため、低融点アガロースやカルボキシメチルセルロースNa、グリセリン等を用いて、種々の含有率（質量％）でZn-Al・LDHを含む固化したゲルや流動性のあるジェル状素材を試作しヒト細胞培養系および微生物培養系で評価を行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
試料の作製に関しては当初の計画通り、Zn-Al・LDHの合成および陰イオン層へのFの取り込みと、物性解析、蒸留水や緩衝液中への溶出物の経時的評価、試料の分粒までを順調に行った。そして、ジェル状の硫黄化合物吸着材の試作も各種濃度でZn-Al・LDH 粉末を含む試料を作製できており、当初の計画通り、培養系での評価と、硫化水素水を用いた硫化水素吸着能の評価を行っている。また、溶出成分がヒト由来細胞や口腔内細菌に及ぼす影響についても順次解析できており、順調に研究計画を進めることができるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、Zn-Al・LDHの合成と陰イオン交換によるフッ素の担持、および陽イオン置換型HTの試作を行うとともに、口臭の原因物質の吸着除去剤としての試作試料の機能性評価を行うため、硫化水素吸着実験ならびに、ヒト口腔由来細胞に対する親和性の評価と、歯周病原因菌およびう蝕原性細菌に対する抗菌作用や菌が産生した硫化物の吸着評価として、それぞれの培養系に、試料を所定量投入し、細胞および微生物の動態を評価する実験を行う。
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