マイクロ波ドライプロセスによる歯科インプラントアバットメントのTiN表面改質

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K11734
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 伊藤 彩 東北大学, 大学病院, 医員 (90778771)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐々木 啓一 東北大学, 歯学研究科, 教授 (30178644) ; 小川 徹 東北大学, 歯学研究科, 准教授 (50372321) ; 佐藤 奈央子 東北大学, 大学病院, 助教 (80510015) ; 滝沢 博胤 東北大学, 工学研究科, 教授 (90226960) ; 福島 潤 東北大学, 工学研究科, 助教 (80634063)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 歯学 / インプラント / アバットメント / 表面改質 / 窒化チタン / マイクロ波 / ドライプロセス

Outline of Annual Research Achievements

歯科インプラント治療は、新しい欠損補綴治療法として有効性が広く認められ、今後も患者数が累積増加することが予測されるため、より安全で予知性の高い方法や材料の開発が求められている。一方で、インプラント周囲へのプラーク沈着によるインプラント周囲炎が治療後の大きな課題となっている。その解決には、粘膜を貫通し部分的に口腔内に露出し、インプラント体と上部構造を連結するアバットメント表面において、軟組織封鎖性、抗菌性などの機能が望まれる。
窒化チタン（TiN）コーティングは、高硬度、耐摩耗性、耐食性等に優れ、審美的な金色を呈すること、さらに抗菌性や生体親和性も期待されるため、アバットメント表面の機能向上にも適していると考えられる。しかしながら、従来の成膜法では、複雑な立体構造体への応用には課題が残る。
本研究では、従来法の問題点を改善し、新たに軟組織封鎖性に有利な表面性状・形状を獲得し得る、マイクロ波ドライプロセスによる新規のTiNコーティング法に着目した。　マイクロ波ドライプロセスによりチタン基板上に生成するTiN被膜の、軟組織封鎖性、抗菌性など生体親和性について検討、その最適条件を探求することにより、アバットメント表面改質への応用に関する非臨床POCを取得、トランスレーショナル・リサーチの展開に向けての基盤を形成することを目的とする。
昨年度は、既製のアバットメントの材料として広く用いられているcp-Ti（JIS Grade-2）、Ti-6Al-4V合金（ASTM F136）を使用し、反応温度や時間などのパラメータを調整し、各種条件下にてTiNコーティング試料を作製した。そのTiN被膜について、物理学的・化学的評価を行い、各条件下における材料学的特性を比較検討した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

成膜の反応温度や時間などの条件設定に、当初の計画よりも時間を要してしまった。
現在、各種条件下にて作製したTiN被膜の物理学的・化学的評価を行い、その結果を元に、良好な材料学的特性が得られ、次年度以降の生物学的安全性評価に用いる成膜条件について、比較検討中である。

Strategy for Future Research Activity

今年度は、良好な材料学的特性のTiN被膜の得られる成膜条件を早期に確立し、in vitro 細胞実験、さらには、in vivo 動物実験による生物学的安全性評価を行い、そのインプラント周囲軟組織に対する生体親和性について検討を加える。

Causes of Carryover

当初予定していた各種実験器具の購入、研究打ち合わせ、および研究成果発表旅費として使用予定である。