水酸化ラジカルを応用したインプラント周囲炎治療の確立―銀イオンへの紫外線照射効果

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K17135
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 石山 希里香 東北大学, 歯学研究科, 助教 (20712904)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 水酸化ラジカル / インプラント周囲炎 / 殺菌 / 再オステオインテグレーション / 長波長紫外線

Outline of Annual Research Achievements

銀イオンの抗菌効果は広く知られているが、その殺菌作用は比較的マイルドであり、歯科分野において病原菌を殺菌する方法としては応用されていない。本研究では、銀イオンを併用することで酸化チタンに対するUVA（長波長紫外線）照射で生成する水酸化ラジカルを応用した新しい概念のインプラント周囲炎療法の確立を目的としている。
令和1年度ではバイオフィルムを形成したチタン表面に対して銀イオン+長波長紫外線照射療法を行い、チタン表面の細胞親和性の回復を骨芽細胞様細胞（MC3T3E1)を用いて検証した。まず初めに、口腔内細菌によるバイオフィルムを昨年度に確立した培養方法を用いてチタン表面に形成した。その後、銀イオン+長波長紫外線照射療法を適用し、チタン表面の元素解析をSEM-EDXを用いて行った。また、MC3T3E1細胞に1分間、銀イオン単独もしくは銀イオン+長波長紫外線療法を適用し、細胞毒性を検証した。その結果、銀イオン+長波長紫外線照射療法は、銀イオン濃度依存的に細胞毒性が増加するが、銀イオン単独群と比較して細胞毒性が増加することはなかった。続いて汚染チタン表面上での細胞毒性及び石灰化能を評価した。その結果、銀イオン+長波長紫外線照射療法群では銀イオン単独処理群や感染後無処理群と比較して有意に細胞親和性が向上した。一方で、石灰化能は銀イオン単独群、非感染処理群と比較して有意差は認められなかった。
これらの結果から本治療方法は、汚染されたインプラント表面の細胞親和性を回復させ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

令和元年は銀-長波長紫外線照射後のチタン方面の細胞親和性を骨芽細胞様細胞を用いて検証する予定であった。その結果、予定通り、研究を遂行し、細胞親和性が回復することを確認した。

Strategy for Future Research Activity

本研究の最終的な目的はインプラント周囲炎療法の確立である。これまでにin vitroにおいて銀イオン濃度及び長波長紫外線時間の最適条件や汚染されたチタンディスク表面に銀イオン/長波長紫外線照射併用療法を適用し、その後の細胞の進展や増殖性などの細胞毒性及び石灰化形成能について評価してきた。これらの結果を元に令和2年では、インプラント表面への再オステオインテグレーションの可能性について評価する予定でいる。即ち、バイオフィルムが形成されたラット用チタンインプラントを銀イオン/長波長紫外線照射併用療法を適用した後、ラット脛骨に移植、骨結合を除去トルク試験を用いてオステオインテグレーションの強度を計測するとともに組織切片を作製し、組織学的に観察することで、in vivoでの殺菌治療の有効性を検証する予定でいる。また細菌の分画を作製して、銀+長波長紫外線療法を適用し、水酸化ラジカルの発生量が増加するメカニズムを解明する予定でいる。最終的にこれまでに得られた成果を国際科学専門誌に発表する。

Causes of Carryover

成果発表として海外発表を検討していたが、取り止めとなたっため、一部繰越金が発生した。