2019 Fiscal Year Research-status Report
有害元素フリー型生体硬組織修復用Caセメントの創製
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19K10194
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| Research Institution | Asahi University |
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Principal Investigator |
玉置 幸道 朝日大学, 歯学部, 教授 (80197566)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
奥山 克史 朝日大学, 歯学部, 准教授 (00322818)
新谷 耕平 朝日大学, 歯学部, 助教 (50824455)
川木 晴美 朝日大学, 歯学部, 准教授 (70513670)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ケイ酸カルシウム / 覆髄材 / 石膏 / 機械的強さ / 生体親和性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
歯を残す保存治療の中でも，とりわけ歯内療法治療は視野がとれずに,手探りの処理を余儀なくされる難しい処置の一つである．近年開発された根管治療用材料であるMTA (Mineral Trioxide Aggregate)は根尖部周囲組織における硬組織誘導（再生）能，作用時に強アルカリの水酸化カルシウムを生成するプロセスを利用した強い殺菌作用などを有することから歯科臨床でも補填あるいは覆髄用セメント材料として急速に需要が高まっている．しかし，MTAセメントは構成の一部に有害物質を含んでいるため煩雑な精錬・除去作用が課せられ，製品自体が高額になり，手軽に歯科臨床で扱えない．そこで本研究ではポルトランドセメントからの誘導体ではなく，主要成分のケイ酸カルシウムを酸化物の焼成から合成し，安全性の高い材料の開発を主目的とした．
すでに歯科領域では馴染みの深い二酸化ケイ素（珪藻土）と炭酸カルシウムを利用して,予想される化学反応式のモル比に基づきケイ酸カルシウムを合成した．反応が起こる温度は示差熱熱分析により決定し，焼成後には塊を粉砕してＸ線回折分析により合成成分の同定を行った．ケイ酸カルシウムの生成を確認した後に市販のＭＴＡの用途に倣い覆髄材としての使用を検討するため，石膏を添加した試作のケイ酸カルシウムセメント（添加量によって3種類）を試作し，実験に供した．比較対象には市販の歯科覆髄材，MTA，石膏単体を選び，操作性，機械的強さや生体親和性を検討した．その結果，試作ケイ酸カルシウムセメントの性質は石膏の添加量に依存することが判明し，市販品に比べると機械的強さや有意に小さく操作性も劣ることが認められた．細胞親和性についても同様に石膏の添加量に依存するが，市販品よりも毒性は小さいことが判明した．今後は焼成条件の見直しと，石膏の添加条件，石膏を介在しないための自硬性の付与を中心に検討を進めていく．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初本研究を遂行していくにあたってはケイ酸カルシウムを合成する際に，シリカ（二酸化ケイ素）として使用する材料については結晶性に優れる材料と，非晶質の要素が多い材料との比較も視野に入れて実験を始める予定であった．しかし，結晶性の高い材料は高温焼成時での化学的な安定度も高いため，一律に焼成温度を設定してしまうと分解の有無によって合成成分に乖離が生じる可能性が熱分析から想定された．そのため，本年度は結晶性が小さいと考えられる珪藻土に絞って実験を行ったが，次年度には高い焼成温度での合成も検討していく予定である．さらに焼成後の保管状況でまだ高温状態で大気中に放置をすると吸湿により，合成したケイ酸カルシウムの一部が反応して組成が一部変質する可能性があることも検討する必要がある．
また，研究成果発表の場として第98回国際歯科学会（IADR：3月18-21日，ワシントン）にエントリーをしていたが，新型コロナウィルスの影響で中止になってしまった．現状では歯科関連の学会開催が見通せないが論文作成等で対応していきたい．一方，コロナ関係では教育現場として遠隔講義対応となり，プログラム作成で時間を割かれることが多く，その辺りが今後の進捗に懸念されるところである．
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は得られた合成化合物から試作ケイ酸カルシウムセメントを用い、水との化学反応で水酸化カルシウム生成の性質とともに、正リン酸水溶液を用いての練和によるリン酸カルシウム生成の可能性について検討する予定である。これは19年度で得られた成果を基にして進めるため、当面はシリカとして珪藻土の使用を軸に、実験を進めていく。
今後は予定通りに進めていくが、上記したとおり現在の進捗状況に鑑みてさらに突っ込んで検討を重ねた方がよい部分、例えば①シリカ（二酸化ケイ素）種類による焼成後の合成生成物の検討、②焼成後の保管（大気中か炉内か）による変質の有無と程度、③焼成温度の再検討（熱分析での示唆よりも高温での焼成）、④炭酸カルシウムとシリカとの配合比（化学反応式の想定に基づくだけでなく），⑤添加剤（石膏）の使用に依存しない自硬性確立の検討などについては並行して進めていく。
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| Causes of Carryover |
本研究は粉末同士による焼成により合成化合物生成を目的としているが，申請以前より予備実験を兼ねてスタートしていた経緯があり，そのため事前に購入していた珪藻土，炭酸カルシウム，硫酸カルシウム，二酸化ケイ素（珪藻土，クリストバライト，石英）等の粉体は相応の残があったこと，さらに焼成皿はダース単位でオーダーをかけるのが一般的なため，当面は在庫分でも賄えていたことなどにより，当初の予定よりも購入自体が少なかった．
一方で，実験成果の研究発表の場として予定していた第98回国際歯科学会（2020 IADR/AADR/CADR, 2020/3/17-21)が新型コロナウィルスの影響により中止になってしまい，米国ワシントンへの渡航費用や滞在宿泊費，参加登録費，英文校閲費など発表にまつわる研究旅費として計画していた金額（約50万円）が不要になってしまったことが大きく影響している．また3月よりコロナウィルス関連で学内業務に時間を割かざるを得ず，若干研究自体が遅滞した側面もある．次年度も先行きは不透明であるが，2019年度の残額を利用し得られた成果を踏まえて，リン酸カルシウム合成の可否まで精力的に進めていく．
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Research Products
(1 results)
