2020 Fiscal Year Research-status Report

Biomimetic apatite coating on root surface for prevention of root caries

Research Project

Project/Area Number	19K10103
Research Institution	Hokkaido University
Principal Investigator	田中佐織北海道大学, 大学病院, 講師 (90344522)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	大矢根綾子国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究グループ長 (50356672) 宮治裕史北海道大学, 大学病院, 講師 (50372256) 西田絵利香北海道大学, 大学病院, 医員 (50779882) 田中享北海道大学, 大学病院, 講師 (90179771)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	根面う蝕予防 / レーザー援用バイオミメティック法 / 歯質強化 / アパタイト / 歯根露出
Outline of Annual Research Achievements	本研究は，レーザー援用バイオミメティック法により，露出歯根セメント質上にアパタイトをコーティングして，新しい根面う蝕予防法及び進行抑制法を開発，実現することを目的として行われる.具体的には (1)セメント質面にアパタイトを析出させることができるか(2)生理活性物質を添加し，セメント質の無機質（アパタイト）及び有機質（コラーゲン）を保護し耐酸性を向上させることができるかを明らかにすることである初年度はNaFを添加したCaP過飽和溶液中にセメント質基材（直径約5 mm）にNd:YAGナノ秒パルスレーザーの非集光ビーム（355 nm, 6 W/cm2）を10分間照射後，照射面および非照射面を，走査電子顕微鏡（SEM）とエネルギー分散型X線分析装置（EDX）で分析した． EDX分析の結果，照射面にはCaとPに加え新たにFが検出され，Ca/C元素比の上昇が認められた．これらの結果は，照射面にフッ素担持CaPが生成したことを示した．今年度は飽和液中レーザー照射法によりフッ素担持CaP成膜されたヒトセメント質表面の硬度を測定した．患者の同意を得て提供された抜去歯牙より歯根セメント質基材を得た．NaF（1 mM)を添加したCaP過飽和溶液（Ca: 3.75 mM, P: 1.50 mM）中にセメント質基材を設置し，表面（直径約5 mm）に歯科用半導体レーザー（Sレーザー，昭和薬品化工製，波長808 nm）のビーム（出力：3 W，照射距離：10 mm，照射面のパワー密度：0.16 W/mm2）を3分間照射した後，超純水にて洗浄，風乾した．未照射および照射後の表面のヌープ硬度(KHN)をカリオテスターSUK-971（三栄エムイー製）を用いて測定した.照射後のセメント質表面にフッ素担持CaPが成膜されたことで，未照射セメント質表面と比較して，KHNの有意な増加が認められた．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason これまでにLAB法によりヒト歯根セメント質上にフッ素担持CaPを成膜できる可能性が示唆された.また生理活性物質のFの添加により試料の一部にFが検出され，歯質の硬度が上昇する可能性が示された.今回は臨床応用を視野に入れ，新たな歯科用半導体レーザーを使用して本実験を遂行し，結果を検討しているため，セメント質の脱灰抑制効果試験が行われていない.現在の進捗状況はやや遅れている. また，COVID-19の影響もあり，予定した実験日程にやや遅れが生じた.
Strategy for Future Research Activity	今回の結果より，新たな歯科用半導体レーザーを使用し，照射したヒト歯根面においてFの取り込み，硬度の上昇が確認されたことから，早期にセメント質の脱灰抑制効果試験を行う予定である.共同研究機関の産総研との連携を現在以上に強化し，試料作成，分析，成果の検討を行う.
Causes of Carryover	COVID-19により，学会がオンライン開催となり，旅費分を使用しなかった. 次年度は，計画に従い必要な物品を購入する．成果発表の際，国内外の学会への参加および発表に伴う参加・登録費，また海外ジャーナルへの論文投稿に必要な英文校正・投稿費に使用する予定である．