2018 Fiscal Year Annual Research Report
Artificial enamel induced by phase transformation of amorphous nanoparticles
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16K04954
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
小沼 一雄 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 上級主任研究員 (70356731)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山越 康雄 鶴見大学, 歯学部, 教授 (20182470)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 人工エナメル質 / アモルファスナノ粒子 / 圧縮成形基板 / 相転移 / アパタイト / OCP / フッ素イオン濃度 / 象牙質再生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度目標であったアメロゲニンのエナメル質形成に及ぼす影響を解明すると共に、本研究で開発したACPナノ粒子圧縮成形基板を実際の歯科治療に応用するための予備研究を開始した。
1）アメロゲニンの効果に関して：実験の結果、アメロゲニンはアパタイトの成長速度にほとんど影響を及ぼさず、アパタイトの前駆体である八リン酸カルシウム(OCP)の結晶成長機構に決定的な影響を与えていることが判明した。すなわち、ACP基板を用いた人工エナメル質形成過程において、アメロゲニンの存在により、基板上に形成したOCPの形態が薄板状からアパタイトに酷似した長柱状に変化した。成長層のXRDパターンにはOCP特有の低角度ピークが消失しているが、TEM及びSAED解析から結晶がOCPであることを確認した。つまり、過去の研究においてアメロゲニン存在下で確認された「エナメル質様アパタイト」はOCPの可能性がある。とすれば、エナメル質形成期にOCPが存在していることになり、歯の形成機構を再考する必要がある。本結果に関する論文は現在投稿準備中である。
2）象牙質再生に関して：ACP基板をヒト歯の象牙質再生に応用する研究を開始した。in vitroにおいて豚歯髄より抽出した歯髄細胞を象牙芽細胞に誘導分化し、象牙質様アパタイトの形成実験を行った。この実験において外部添加物質（ミダゾラム）によるアパタイトの形成促進を行うと共に、形成したアパタイトのマクロ及びミクロ結晶構造を、ACP基板中のACPナノ粒子が相転移したアパタイトの結晶構造と比較検討した。その結果、両アパタイトはマクロ、ミクロ構造が全く同一であり、化学組成も酷似することが判明した。この知見は、ヒト象牙質形成過程でACPからアパタイトへの相転移が起こっていることを意味し、ACPを象牙質の迅速再生に利用可能なことを示す。結果は査読付き国際誌(IJMS)に掲載された。
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