2017 Fiscal Year Research-status Report
バイオミメティクスに基づく人工エナメル質と人工象牙質の開発と新しい修復システム
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17K11761
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| Research Institution | Kyushu Dental College |
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Principal Investigator |
清水 博史 九州歯科大学, 歯学部, 教授 (80162709)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永松 有紀 九州歯科大学, 歯学部, 助教 (40220579)
池田 弘 九州歯科大学, 歯学部, 助教 (80621599)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 人工エナメル質 / 人工象牙質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
歯冠色をもつ歯科材料の中にヒトの歯質に近い性質をもつものは存在しない。本研究では、生体のもつ優れた機能や構造を模倣しようとするバイオミメティクスのコンセプトに基づいて、ヒトの歯質に機械的性質が近似したいわば人工エナメル質と人工象牙質を開発する。そして、新材料と残存歯質とを接着させることによって一体化をはかり、天然歯に近似した構造をもつ世界初のバイオミメティックな歯冠修復システムを構築しようとするものである。本研究により現行のシステムがバイオミメティックでないことに起因していた冠脱離、破損といった臨床的諸問題が解決する可能性が高い。さらにこの新システムで歯根破折の防止も期待できる。
この目標を達成するため、まず新しい複合材料の開発に取り組んだ。独自の有機-無機複合化技術を用いることにより、シリカとポリメチルメタクリレート（PMMA）からなるSiO2-PMMAコンポジットを試作した。得られたSiO2-PMMAコンポジットの微細構造を分析したところ、ナノレベルの共連続構造であることがわかった。さらに、作製条件を最適化することにより、象牙質と同等の硬さと弾性係数をもつ素材が得られた。一方、SiO2-PMMAコンポジットのシリカ含有量を80%以上にするとエナメル質と同等の硬さは得られたが、弾性係数はエナメル質より低い値であった。今後、新素材の作製方法を改善し、人工エナメル質の開発と接着性の向上を目指す。
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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
SiO2-PMMAコンポジットにおいて、象牙質と同等の硬さと弾性係数をもつ人工象牙質が得られた。これはバイオミメティックな支台築造用材料として使える可能性がある。一方、エナメル質と同等の硬さは得られたが、弾性係数は低い値であったため、歯冠修復用の人工エナメル質の開発は今後の課題として残った。
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| Strategy for Future Research Activity |
1. 人工エナメル質の開発
SiO2-PMMAコンポジットの作製プロセスの改善を検討する。具体的には、レジン成分をPMMA からTEGDMAやUDMAなどの多官能性モノマーに代替し、γ-MPTSなどのシランカップリング 材を併用することによって弾性係数をエナメル質に近づける。この方策で弾性係数がエナメル質と同等にならない場合、セラミックス成分をシリカから弾性係数の高いジルコニアやアルミナなどに代替することを検討する。
2. 接着のための被着面処理法の検討
有機溶媒処理、シラン処理およびアルミナブラスト処理などについて検討を行い、新素材に適した接着前処理法を明らかにする。
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