2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of surface modification process enabling adhesion with soft tissue for suppressing peri-implantitis
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17K06074
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
水谷 正義 東北大学, 工学研究科, 准教授 (50398640)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菅野 太郎 東北大学, 歯学研究科, 教授 (30302160)
中村 圭祐 東北大学, 歯学研究科, 准教授 (30431589)
早川 徹 鶴見大学, 歯学部, 教授 (40172994)
廣田 正嗣 鶴見大学, 歯学部, 学部助手 (50734860)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | レーザ加工 / 表面改質 / 歯科インプラント / 細胞親和性 / 生体適合性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，チタン製インプラントおよびセラミクス製インプラントの2種類の素材に加え，3D金属積層造形によって作製したチタン製インプラントも研究対象として，それぞれの「細胞学的評価」および「病理組織学的評価」を中心に評価を行った．
チタン製インプラントに対しては，レーザ照射による酸化皮膜の結晶構造制御を利用して，細胞との高い親和性を有する表面と抗菌性を両立する「マルチファンクショナル」な表面の創成を行った．その結果，本研究で提案するレーザ加工プロセスを利用することにより，繊維芽細胞あるいは骨芽細胞などの付着性細胞に対する親和性について，現在実用されている表面処理方法と比較して同等以上の細胞親和性を付与可能であることを明らかにした．この知見を踏まえて行った動物実験による病理組織学的評価においても高い生体親和性が確認され，さらには従来手法では難しいとされている軟組織との接着性向上についても一部確認された．
セラミクス製インプラントに対しては，加工環境制御下でのレーザ照射により，チタン製インプラントと同等の機能発現を目的として研究を行った．その結果，レーザ加工と熱処理のプロセスを組み合わせることで，セラミクス製インプラントの特長を維持しつつ，チタン製インプラントとは遜色ない生体親和性を付与可能であることを明らかにした．また，この生体親和性向上に関してはチタン製インプラントの場合と同様に動物実験による病理組織学的評価を行い，提案手法を施したインプラントが未処理材に対して優位に高い生体親和性を有することも明らかにした．
本研究の新たな展開として3D金属積層造形の適用可能性についても検討を行った．その結果，これまでに得られたレーザ加工プロセスの知見も含めて積層条件を適切に設定することで，「ポーラス構造体の創成」と「生体親和性付与」を同時に達成する革新的なインプラントの開発の可能性を示した．
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