| Project/Area Number |
24K12924
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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 | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
YAMAUTI MONICA 北海道大学, 歯学研究院, 招へい教員 (10833965)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
友清 淳 北海道大学, 歯学研究院, 教授 (20507777)
戸井田 侑 北海道大学, 大学病院, 助教 (20844450)
網塚 憲生 北海道大学, 歯学研究院, 教授 (30242431)
星加 修平 北海道大学, 大学病院, 講師 (40581682)
川本 千春 北海道大学, 大学病院, 助教 (60301909)
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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 |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2026: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | ダブルネットワークハイドロゲル / コンポジットレジン / 象牙質 / 接着 / 咬合力吸収 / 修復 / セルフリペア |
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| Outline of Research at the Start |
次世代の保存修復治療には、患者の歯科受診を最小限に抑えることのできる長期安定型修復材料の開発が求められている。Gongらの研究室が開発した【ダブルネットワークハイドロゲル(DNH)】は、優れた弾性や強度を示すとともに、負荷により破壊が生じた場合にはフリーラジカルを発生させることで自己修復するという興味深い特徴を有している。そこで本研究では、DNHのコンポジットレジンへの応用により、咬合負荷を緩衝するとともに、微小破折が生じても自己修復する次世代型コンポジットレジンの開発を目指すこととした。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は北海道大学先端生命科学研究院の黒川教授との共同研究下にて、ダブルネットワークハイドロゲルにコンポジットレジンを接着させる下準備を進めた。
まず、ダブルネットワークハイドロゲルを、数種類のレジンモノマーにてコーティングすることを試みた。その結果、ある程度厚みを薄くした状態で、レジンモノマーにてコーティングできることを明らかにした。しかしながら、ダブルネットワークハイドロゲルの厚みが5mm程度を扱ったことから、歯への臨床応用を考えた場合には厚みが厚すぎると考えられた。
そこで、ダブルネットワークハイドロゲルの厚みを1mm程度にしたものに対してレジンモノマーでのコーティングを試みた。様々な条件での検討を試みた結果、こちらもある程度薄い状態でコーティングできる条件を見つけることができた。
次に、このダブルネットワークハイドロゲルを用いて象牙質とコンポジットレジンを接着させたのち、マイクロテンサイルボンドテストを行った結果、ダブルネットワークハイドロゲル内にて破壊が生じるため、計測が困難であることが明らかとなった。
続いて、走査電子顕微鏡を用いてダブルネットワークハイドロゲルを用いて象牙質とコンポジットレジンを接着させた界面の観察を試みた。しかしながら、蒸着のプロセスにて真空引きをしたところダブルネットワークハイドロゲルが収縮してしまい、界面から剥がれ落ちてしまうことが明らかとなった。現在、条件を変えて走査電子顕微鏡での観察を試みている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究の最初の目的は、臨床応用できる厚さのダブルネットワークハイドロゲルを、象牙質およびコンポジットレジンと接着させるため、レジンモノマーにてコーティングすることであった。実験を進めることで、ダブルネットワークハイドロゲルは厚みを薄くしても、レジンモノマーにてコーティングできる条件を見出すことができたことから、今後も同条件にてコーティングしたものを継続的に研究に使用できるようになった。
一方で、マイクロテンサイルボンドテストにてコーティングしているレジンモノマーと、コンポジットレジンならびに象牙質との接着を評価する予定であったが、牽引する際にダブルネットワークハイドロゲル内で破壊されてしまうため、当初の目的であったマイクロテンサイルボンドテストでの接着力評価は困難であった。
そこで走査電子顕微鏡による、レジンモノマーとコンポジットレジンならびに象牙質との接着面の形態学的評価を行うことにした。部分的にはダブルネットワークハイドロゲルとコンポジットレジン、およびダブルネットワークハイドロゲルと象牙質が接着していることを示唆する像が観察されたが、一方で蒸着過程に必要な真空引きにてダブルネットワークハイドロゲルが収縮してしまい、剥がれ落ちてしまう部分が多く認められた。これを改善するため、フリーズドライなどの新しい条件を検討中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
まず走査電子顕微鏡にてダブルネットワークハイドロゲルとコンポジットレジンおよび象牙質が接着している状態を観察できる条件を確立し、それらの接着度合いについて評価を行う。
次に機能実験として、臼歯の１級窩洞にダブルネットワークハイドロゲルを充填し、その上にコンポジットレジンを充填した上で、咬合負荷を想定した繰返し荷重試験ならびに口腔内での熱負荷を想定した熱サイクル試験を実施し、ダブルネットワークハイドロゲルの有効性について評価を行う。
また培養歯髄細胞上に象牙質片を静置し、その上にダブルネットワークハイドロゲルを接着させた上で培養を行う。一定期間後に、MTTアッセイや、アポトーシス関連遺伝子発現解析、細胞増殖関連遺伝子発現解析などを行うことにより、ダブルネットワークハイドロゲルの生体親和性について評価を行う。
これらの結果から、ダブルネットワークハイドロゲルが生体親和性に優れるとともに、咬合力や熱負荷を緩衝することが確認できた場合には、ラットを用いたin vivoアッセイを行う。具体的には、ラット臼歯部に１級窩洞を形成したのち、ダブルネットワークハイドロゲルを充填し、その上にコンポジットレジンを充填した上で４～８週間飼育を行う。コントロールとして、ダブルネットワークハイドロゲルを充填していない群を用意する。飼育後に、マイクロCTにて充填部の状態について評価を行うほか、包埋後に切片を作成し、HE染色等の染色にて歯髄の炎症状態などについても評価を行う。
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