2020 Fiscal Year Research-status Report
生物学的活性を有する高含水性ゲル状直接覆髄薬・象牙質－歯髄複合体再生誘導剤の創製
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19K10156
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| Research Institution | Kyushu Dental College |
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Principal Investigator |
諸冨 孝彦 九州歯科大学, 歯学部, 准教授 (10347677)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 象牙質－歯髄複合体 / 再生療法 / bioactive glass / 覆髄 / 硬組織形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、象牙質-歯髄複合体再生誘導における再生象牙質様硬組織形成の核となるBioactive Glass (BG)粒子に関する研究と、BG配合セメントとコンポジットレジン(CR)との接着状態について検索を行った。
１）新規BG粒子配合粉末材料の開発と性状についての確認：以前に我々は、覆髄材としてのBGの有用性を報告した。本年度、我々は微粒子状の新規BG粒子配合粉末材料を開発し、この材料の生体適合性と物理化学的特性について検討した。新たに開発したBG粒子配合粉末材料を既存のBG配合セメントに各種の割合で混入すると、混入割合の増加に伴いpHは上昇したが、覆髄材として現在良好な成績が報告されているMineral trioxide aggregate (MTA)と比較して、特に初期の歯髄由来株細胞の生存率が高く、また細胞毒性が低いことが確認された。さらにBG粒子配合粉末材料をBG配合セメントに混入することで硬化時間の短縮が確認され、溶解度（崩壊性）もMTAより低く、加えて覆髄材として好ましいエックス線造影性と良好な操作性を有することも明らかとなった。in vitroにおいても、ラットを用いた直接覆髄実験において新規BG粒子配合粉末材料添加セメントによって露髄面を完全に覆う象牙質様硬組織の形成が誘導されることが確認された。
２）BG配合セメントおよびCRの接着性についての確認：覆髄後の窩洞には高い封鎖性が求められ、現在はCR接着システムを用いた接着修復を行う。この際、修復材料は広範囲で覆髄材と接するため、CRと覆髄材との接着が保持および漏洩防止に必要とされる。そのため、BG配合覆髄材とCRとの接着に関しての研究も行った。走査型電子顕微鏡による観察結果から両材料間の接着界面では接着層が認められ、剪断試験によっても接着状態が確認された。以上より、開発中のBG配合セメント系覆髄材はCR修復により良好な封鎖性を発揮する可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は新型コロナウィルス（COVID-19）のパンデミックによる影響が極めて高く、本学が立地する福岡県も複数回の緊急事態宣言の発令による出勤困難、出張停止措置により研究の遂行が大幅に制限された。また実験動物やRT-PCRをはじめとした各種の研究用試薬および材料の入手が数ヶ月にもわたり途絶えたことも、研究遂行の妨げとなった。さらには全面的な学部および大学院における遠隔授業の実施に伴う講義の変更と講義資料および解説動画等の作成、学生基礎実習の全面的な見直し、そして大学附属病院での臨床実習生および臨床研修歯科医師の出勤停止による医療スタッフの減員といった多くの要因から研究エフォート率が著しく低下した。そのため、進捗状況が遅延する結果となっている。
その一方で、当初の研究計画には含まれていなかったが、ゲル状覆髄材の実用化に先立ちBG配合セメントの覆髄材としての応用を前提とした、口腔内環境から象牙質ー歯髄複合体および覆髄材を遮断するとともに欠損した歯質を補填し歯の機能維持を可能とするために必須となるコンポジットレジンとBG配合セメントとの接着性についての検討を行った。本研究結果より、BG配合セメントはコンポジットレジンとの接着性を有することが確認され、コンポジットレジンとの併用により覆髄部に必須の高い封鎖性が期待できることとともに、覆髄後のコンポジットレジンの窩洞への保持力の維持に有用な知見が示された。ゲル状覆髄材の実用化に先立つBG配合セメントの覆髄材としての実現により、新規覆髄材開発および象牙質-歯髄複合体再生療法実現のために必要な新たな知見を得ることができると思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
１）最大の効果を示す新規BG配合粉末の混和割合の検証
前年度に有用性が確認された新規BG配合粉末のBG配合セメントへの最適な混合割合をin vitroおよびin vivoによる研究にて確認する。細胞への為害性を可能な限り低減せしめた上で高い良質な硬組織形成を誘導し、さらに操作性にも優れるBG配合覆髄材の完成を目指す。
２）ゲル状覆髄材開発のためのヒアルロン酸高含水性ゲルについての解析
ゲルの粘度は細胞の分化誘導の重要な因子であるため、歯髄細胞の増殖及び分化に適し、かつ操作性に優れた粘弾性を有するヒアルロン酸（HA）高含水性ゲルの最適な粘度条件を確認する。水分の含有率を細かく調整して多種類のゲルを作成し、in vitroにおいて歯髄細胞の増殖や分化に最適な条件を検索する。続いて、ラット臼歯断髄モデルによるin vivo研究により、in vitroで得られた条件が、実際に歯髄腔における歯髄細胞の増殖や血管の伸長を誘導するに適するか確認する。
３）ヒアルロン酸高含水性ゲルへの各種混合物の条件検索
研究２）で同定した最適な条件を有するHA高含水性ゲルに、耐性誘導能、抗炎症作用、細胞増殖能および硬組織誘導能等を有する各種製剤や生理活性因子、また新規BG配合粉末等を各種の濃度や粒径に調整後混合し、各種の細胞を用いた三次元培養法を行うことで生物学的活性付加のための各機能を発揮させるための条件について検索する。続いてin vivo研究へと進む。最初はマウスまたはラットを用いた皮下埋入試験により生体内での生体親和性について検索を行う。続いてラット覆髄モデルおよび断髄モデルを用いて覆髄、断髄時の刺激への耐性誘導能、抗炎症作用、細胞増殖誘導能、象牙芽細胞様細胞への分化誘導能および象牙質様硬組織形成誘導能がそれぞれ発揮され、かつ操作性に優れる条件についての検討を行う。
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| Causes of Carryover |
本年度は新型コロナウィルス（COVID-19）のパンデミックによる影響による緊急事態宣言の発令等による出勤困難、出張停止措置により研究の遂行が大幅に制限された。また実験動物やRT-PCRをはじめとした各種の研究用試薬および材料の入手が数ヶ月にもわたり途絶えたことも、研究遂行の妨げとなった。さらには全面的な学部および大学院における遠隔授業の実施に伴う講義の変更と講義資料および解説動画等の作成、学生基礎実習の全面的な見直し、そして大学附属病院での臨床実習生および臨床研修歯科医師の出勤停止による医療スタッフの減員といった多くの要因から研究エフォート率が著しく低下した。
以上により使用額が計画よりも減少したが、遅延した研究については次年度に精力的に実施し、研究を計画達成のため遂行していく。
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[Journal Article] Concordance study between regular face-to-face dental diagnosis and dental telediagnosis using fluorescence2020
Author(s)
Inquimbert C, Hirata-Tsuchiya S, Yoshii S, Molinari N, Nogue E, Roy C, Morotomi T, Washio A, Cuisinier F, Tassery H, Levallois B, Kitamura C, Giraudeau N
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Journal Title
Journal of Telemedicine and Telecare
Volume: 00
Pages: 00
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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