2021 Fiscal Year Research-status Report

Processing of surface modification for reinforcement of dentin by using active calcium phosphates.

Research Project

Project/Area Number	19K10144
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	石幡浩志東北大学, 歯学研究科, 助教 (40261523)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	佐藤秀明東京都市大学, 理工学部, 准教授 (00196263) 兼平正史東北大学, 歯学研究科, 非常勤講師 (30177539) 山田聡東北大学, 歯学研究科, 教授 (40359849)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords	象牙質 / 改質 / 象牙細管 / 知覚過敏症 / フローメータ－ / 温度差
Outline of Annual Research Achievements	ヒトの歯のエナメル質や象牙質は，長年にわたる外力や温度変化，食品に由来する化学的刺激により，特にその表層において多数の微小亀裂が生じていることが判明している．やがて歯の破折を誘引すると見られることから，その長寿命化には，経年的に発生した象牙質内部の微小亀裂を修復して，歯牙破折の芽を摘むのが肝要である．今年度は，活性型リン酸カルシウム噴射により象牙細管内にＣａを浸透させ，微小亀裂を修復すると共に，象牙細管封鎖による象牙質知覚過敏症治療の効果を併せ持つ象牙質改質法を評価するため，細管封鎖性を評価する象牙質液透過量の経時的計測法を製作した．ヒト健全抜去智歯の歯冠部における歯髄腔の髄角上から，咬合面方向に1.0mm厚でディスク状にスライスした試験片を調製し，象牙細管開口面に30%リン酸溶液にて30秒間エッチングしてスメア層を除去したものを試料とした．スライス両面に対し，外径φ10mm，内径φ5mmの銅製管を，封止用Oリングを介して挟み固定，スライス面間を連絡する象牙細管を通過する経路に象牙質の液透過性を計測する様式とした．片方の管に精製水を注入，試験片を通過して対側の管内に吐出した液量をフローセンサー(LG16-0150d: センシリオン)にて経時的に計測した．吐出側の銅管側面部に熱伝導性グリスを介して接着した水冷ペルチェ素子により，吐出側の銅管を冷却するものとし，温度差最大20度まで急冷できることを確認した．片側の象牙質表面が冷却される効果を期待するが，実際の冷却効果を確認することが出来なかった．次年度では象牙質表面温度の計測を可能とするシステムを構築する予定である．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 本研究の主要テーマである象牙質改質を評価するため、計画通り象牙質透過性計測システムを製作、その動作を確認し、象牙質改質試料の調製を待つのみと準備を行ったが、COVID-19によるパンデミックの影響により、象牙質試料を首都圏に運搬するのが不可能となり、計画していた東京在住の共同研究者との実験が行なえず、象牙質改質による効果の検証が出来なかったため。
Strategy for Future Research Activity	歯の冷水痛は広く知られており，温度変化によって象牙質液透過性に変化が生ずる可能性が指摘されていた．我々は以前より，象牙質透過性を実測し，厚さ１ｍｍの象牙質試料では室温20℃における液透過量が注入圧3kPaで約5000nl/minであったことを確認している．次年度は，温度変化による象牙質液透過量の変化を実測することを目標に，計測装置の精度を向上させ，再現性の高いデータを得ることで，歯の冷水痛の要因を特定できる実測データを獲得する見込みである．その結果を踏まえ，共同研究者の協力により製作した、象牙質表面に対する活性型リン酸カルシウム噴射による改質により，象牙質表面の温度変化に対する象牙質液透過量の変動量を実測することで，改質効果が単なる象牙細管の封鎖に因るものでは無く，温度変化に抵抗するものであることを実証する．ただし，象牙質表面に的確な温度変化を与え，象牙質内部における細管構造の温度変化による特性変化を評価するには，刺激熱伝導の効率の向上，および計測対象の象牙質表面温度を正しく計測する必要がある．そのため，計測システムのさらなる改良を行う．計画していた共同研究者との象牙質試料の改質処理作業を再開し，その効果について評価する予定である．
Causes of Carryover	Covid-19パンデミックのため、予定されていた首都圏在住の共同研究者との実験用サンプル製作および、その評価のための計測が実施できなかった。そのため、当該年度における物品費と旅費が執行できなかった。次年度は本来の計画に沿って、実験用サンプル試料の作成を実施、計測システムによる評価を実施するため、サンプル製作用材料と薬品、計測用装置の改良整備のための機械部品や電子部品、および、サンプル資料の運搬と共同研究者との実験および研究打ち合わせ、資料収集のための学会出席のための旅費に使用する。