PJDを応用した機能性フッ素化アパタイト成膜による新規予防填塞法の開発

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K17094
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 泉田 一賢 東北大学, 大学病院, 医員 (70803617)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: PJD法 / FHA粒子 / 最適噴射条件

Outline of Annual Research Achievements

パウダージェットデポジション（PJD）法は、東北大学大学院歯学研究科の佐々木啓一、工学研究科の厨川常元らが開発した、精密加工分野にて用いられる機械除去加工（アブレイシブジェット加工：AJM）を応用し、常温・常圧下でハイドロキシアパタイト（HA）粒子を噴射し、接着性材料を介さず歯面に直接的にHA成膜を行う技術である。近年の超高齢社会に伴い、高齢者の根面う蝕罹患率が増加しており、この根面う蝕予防として本PJD法の応用を検討した。HA粒子にフッ素徐放性を付与したフッ素化アパタイト粒子をPJD法にて噴射することで、う蝕予防効果が期待できることが本研究の目的である。
平成３０年度では、FHA粒子の合成と、最適噴射条件の確立に成功した。FHA粒子は酢酸カルシウム溶液とリン酸水素ナトリウム溶液を拡販させ、カウンタジェットミルと分級機エルボージェットにて粒子形態とすることに成功した。粒子形態確立後には、SEM、XRD、EDXで形態および組成分析を実施した。噴射条件の確立では、合成したFHA粒子がPJDノズルに目詰まりする現象が認められたが、耳鼻科・頭頸部外科用内視鏡カメラを用いてノズルとホース内の粒子流動を観察し、コンピュータシミュレーションでも流動解析を行うことで、空気圧0.5kPa、粒径3.14マイクロメートル、噴射距離：歯面から5cmの条件下で装置内の目詰まりが生じず、効率的にFHA成膜可能であることが明らかとなった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究調書通りに研究は進行している。上記の通り、装置内の目詰まりが生じたものの、観察および分析結果により解決できた。

Strategy for Future Research Activity

次年度は、FHA成膜の耐久性、機能性を検討する方針である。耐久性は口腔内温度環境を模倣したサーマルサイクル試験と、歯質脱灰を模倣したpHサイクル試験を実施し、FHA膜の機能性を評価する。さらにはラットを用いた細胞毒性試験を実施し、生体安全性を評価する予定である。
現時点で、FHA粒子合成、最適噴射条件が確立しているため、次年度での機能性、安全性が確立できればヒトへの応用（探索的治験）も検討している。

Causes of Carryover

次年度はFHA膜の機能性および安全性を検証するために、薬品の購入、装置のレンタル購入およびレンタル費の増加が考えられ、本年度よりも支出が増える可能性が示唆されたため。