Development of the new gel agent for periodontal disease treatment combining photo-sterilization and tissue regeneration effects

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K10102
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 57030:Conservative dentistry-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Kato Akihito 北海道大学, 歯学研究院, 助教 (40507571)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川崎 英也 関西大学, 化学生命工学部, 教授 (50322285) ; 宮治 裕史 北海道大学, 大学病院, 講師 (50372256) ; 竹生 寛恵 北海道大学, 大学病院, 助教 (40609103)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 抗菌光線力学療法 / 金ナノクラスター / 一重項酸素 / ローズベンガル色素 / 歯周病治療 / キトサンゲル / 共鳴エネルギー移動

Outline of Final Research Achievements

Antimicrobial photodynamic therapy (a-PDT) is a treatment method that uses light irradiation and singlet oxygen generated by a photosensitizer to kill bacteria. In this study,gold and silver nanoclusters of photosensitizers and rose bengal nanogels containing chitosan, a cationic polymer, were prepared and their photodynamic properties were investigated. The photodynamic properties of the nanogels were investigated, and their antibacterial and antibiofilm properties and cytotoxicity were also evaluated.The results suggest that a-PDT using white LED irradiation may be effective against oral biofilm infections.

Free Research Field

歯周組織再生

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究のゲル充填剤のベースとなるキトサンは，細胞に対するスキャフォールドとなり，生分解性を有するため，歯根膜細胞や骨細胞のゲル内への細胞浸潤後には吸収・分解され，治療後は患者元来の歯周組織となんら変わりのない組織に置き換わると考えられる．ポケット内をデブライドメント後にゲル充填剤を満たし光照射を行うだけというシンプルな治療法により歯周病菌の殺菌と歯周組織再生を同時に促進できるというコンセプトは，今現在までになく，かつ患者への侵襲が少ないため高齢者や有病者など幅広い患者層への臨床応用が見込まれる．