2016 Fiscal Year Research-status Report
定量的層別マッピングによる機能性資材の抗口腔バイオフィルム作用の評価に関する研究
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15K11437
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| Research Institution | Aichi Gakuin University |
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Principal Investigator |
加藤 一夫 愛知学院大学, 歯学部, 准教授 (60183266)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 口腔バイオフィルム / S-PRGフィラー配合歯磨剤 / フッ化物停滞性 / ストロンチウム / depth-specific analysis |
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| Outline of Annual Research Achievements |
表面改質型酸反応性無機ガラス(S-PRG)フィラーにはAl、B、FおよびSrを徐放する性質があり、このフィラーを配合した歯磨剤濾過液は口腔バイオフィルムのF停滞性を促進させる。このF停滞性の促進は2価の陽イオンであるSrによるという仮説の検証を行った。
被験者18名の上顎両側臼歯部にin situ バイオフィルム堆積装置を取り付け、エナメル質スラブにバイオフィルムを3日間堆積させた。その間、装置を、朝夕2回、S-PRGフィラー配合歯磨剤スラリーの濾過液（Al；340.5，B；447.7，F；181.0，Sr；985：ppm)に1分間浸漬した。最終浸漬から30分後に装置を回収し、凍結乾燥後、包埋試料を作製した。フィラー未配合歯磨剤濾過液に FとSrおよびFのみを添加した溶液で浸漬処理したものを陽性（PC群）および陰性対照（NC群）とした。バイオフィルム表面から切片（2μmおよび4μm）を交互に採取し、表層、中層および内層の層別試料分画（厚さ300μm）に分離した。酢酸緩衝液(pH5.2)を用いて4μm切片から無機イオンを抽出後、Fはイオン電極法、他のイオンはICP発光分光分析法で定量した。結果は、染色した2μm切片の面積と切片の厚さから推定したバイオマス量で補正後、ANOVAと多重比較で統計的検討を行った。
S-PRG群のF濃度は、PC群およびNC群より表層と中層で有意に増加した。しかし、全層を通じてPC群とNC群の間に有意差が認められなかったことから、S-PRGフィラーによるバイオフィルムのF停滞性の促進は、Sr単体の作用によるものでないことが明らかとなった。一方、S-PRG群とPC群は、全層でNC群より有意にSr濃度が上昇したが、S-PRG群で表層のSr濃度がPC群より高くなったことから、S-PRGフィラーにはSrの停滞性も亢進させる作用のあることが示唆された。
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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
S-PRGフィラー配合歯磨剤濾過液、フッ化物とストロンチウムおよびフッ化物のみ濃度調整したS-PRGフィラー非配合歯磨剤濾過液を、それぞれ反復曝露させた３種類のバイオフィルム内の無機イオンの分布の比較から、フッ化物停滞性の促進はストロンチウムの働きによるという仮説の検証を行った。その結果、ストロンチウム単独でのフッ化物停滞性の促進が確認されなかったことから、その停滞性は他のイオンとの相互作用によって起きる可能性が示唆された。同時に、フッ化物とストロンチウムを濃度調整したS-PRGフィラー非配合歯磨剤濾過液の反復曝露で、ホウ酸とアルミニウムの曝露がないにも関わらず、バイオフィル中のホウ酸とアルミニウム濃度の上昇がみられた。しかし、分析試料中のホウ酸とアルミニウムの濃度が低いことから、安定した結果を得ることが難しく、その結果に関してICP測定の微量な数値の変動がおよぼす影響を否定できなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでは、S-PRGフィラーの歯磨剤への添加という観点から、口腔環境中からミネラルがバイオフィルムへ浸透する場合のモデルとして、S-PRGフィラー配合歯磨剤濾過液を曝露させたバイオフィルム内の無機イオン（フッ化物、ホウ酸、アルミニウムおよびストロンチウム）の分布についてdepth-specific analysisの手法を用いて検討してきた。
その過程で、次の課題が明らかとなった。
①S-PRGフィラー配合歯磨剤濾過液によるバイオフィルムのフッ化物停滞性を促進作用は、単独の成分ではなく、無機イオンの相互作用の可能性がある。
②これまでの方法では、ホウ酸とアルミニウムに関して、ICPにより安定した測定が可能な濃度での試料を調製することが困難である。
①を検証するためには、②をクリアする必要がある。一方、S-PRG添加材料上に堆積したバイオフィルムは、材料から放出されたミネラルに絶えず曝されるため、より高濃度のミネラルの存在が期待され、安定したICPによる測定が可能と考えられる。そこで、S-PRGフィラー配合資材に堆積したバイオフィルムを分析試料として、S-PRGフィラーの機能性資材としての抗口腔バイオフィルム作用を検討する。
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