Development of implant with tailor-made surface properties using a zeolite thin film

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K19079
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 57040:Regenerative dentistry and dental engineering-related
• Research Institution: Asahi University
• Principal Investigator: Ueno Kyohei 朝日大学, 歯学部, 助教 (70837848)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ゼオライト / 薄膜 / インプラント / 陽イオン / オッセオインテグレーション

Outline of Final Research Achievements

Zeolite, known as a functional material, was used as a surface modification material for the implant body, and a thin zeolite film layer with divalent ions such as calcium and strontium was formed on the titanium substrate by ion exchange method. The presence of a polycrystalline layer of zeolite on the substrate surface provided a large surface area favorable for cell adhesion and promoted the formation of hydroxyapatite in simulated body fluid solution. In addition, the divalent cations released from the zeolite layer promoted cell proliferation and enhanced ALP activity, indicating that the coating of a zeolite thin film layer on the substrate is effective in improving osteogenic properties.

Free Research Field

口腔生化学　歯科医用工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

歯科領域では、歯の喪失に対する咬合回復治療としてインプラントを用いた補綴治療の需要が増加しており、インプラント治療の成功のためにインプラント体表面への骨形成に関与する細胞の早期接着・増殖および分化を促す環境を作り出す因子を探求することは重要な要素となる。本研究では、機能性材料として知られるゼオライトをインプラント体の表面改質材料として着目し、ゼオライト層の付与およびそこから徐放されるカルシウムやストロンチウムといった陽イオン種が骨結合の促進に効果的であることを明らかに、ゼオライト層のコーティングがインプラント材の表面改質方法の有効な手法のひとつとなりうる可能性を示した。