2020 Fiscal Year Research-status Report
過飽和液中レーザープロセスを利用した強化エナメル再生と初期う蝕制圧
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19K22991
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
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)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮治 裕史 北海道大学, 大学病院, 講師 (50372256)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Keywords | レーザー / アパタイト / フッ素 / 過飽和溶液 / 成膜 / エナメル / コーティング / 抗菌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、研究代表者らの過飽和液中レーザー照射法を利用し、優れた耐酸性と抗菌性を併せ示すフッ素含有アパタイトを、エナメル質の表面に迅速成膜する技術を確立することを目的とする。初年度（2019年度）は、患者の同意を得て提供された抜去歯牙よりエナメル質を表面に露出させた基材（エナメル質基材）を作製した。同基材をリン酸カルシウム過飽和溶液（フッ素無添加）中に設置し、Nd:YAGパルスレーザー光（355 nm）を30分照射することでアパタイトを成膜できることを確認した。
当該年度は、アパタイト膜への抗菌性付与を目的として、リン酸カルシウム過飽和溶液にフッ化物イオン（フッ化ナトリウム）を微量添加して、同様の処理を行った。エナメル質基材のレーザー光照射面の形態、結晶構造、化学組成等の変化を分析した結果、これまでに検討を進めてきた象牙質基材と同様に、エナメル質基材の表面にも、本過飽和液中レーザー照射法によってフッ素含有アパタイトを成膜できることを確認した。さらに、Nd:YAGパルスレーザーに替えて、医療機器として認可されている歯科用半導体レーザー実機を用いた検討を実施した。従来のNd:YAGパルスレーザーと同じ処理条件ではエナメル質基材の照射面に構造や組成の変化は認められなかったが（光吸収性の不足による）、基材表面に前もって色素（レーザー光吸収剤）を塗布しておくことで、歯科用半導体レーザーによっても、エナメル質表面にフッ素含有アパタイトを成膜できることを予備的に確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
概ね交付申請時の実施計画書に従い研究を進めたものの、新型コロナウィルス感染症流行によるテレワーク対応等の影響で、実験に遅れが生じ、計画の一部を次年度に実施することとした。学会等での成果発表についても、予定されていた学会の中止や延期により、初期の計画に対し遅れが生じた。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに得られた研究成果に基づき、本成膜技術の高度化と成膜効果の検証を進めていく。具体的には、今年度予備検討を行った歯科用半導体レーザーによる成膜技術について、本格的な検証を進めることで、照射条件（エネルギー密度・照射面積等）の最適化を図る。また、健全エナメル質だけでなく、う蝕に罹患したエナメル質基材を用いた検討も進める。良好な成膜の確認された基材については、照射面の表面分析に加えて、収束イオンビーム（FIB）加工により作製される断面試料を用いた透過電子顕微鏡分析（断面分析）を行い、生成膜とエナメル質の界面構造を明らかにする。なお本研究では、ヒト抜去歯由来のエナメル質基材を用いるため、産業技術総合研究所および北海道大学の倫理委員会による審査を経て承認された計画に従い、必要な研修・訓練を受講し、関連法規や指針、両機関のガイドライン等を遵守して研究を実施する。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルス感染症流行の影響で、共同研究打ち合わせや実験のための出張を自粛する必要が生じたほか、参加を予定していた国内・国際学会が中止、延期、あるいはオンライン開催となったため、予定されていた旅費・学会参加費を使用しなかった。また、テレワーク対応のために、実験を数か月にわたって中断することとなり、予定していた計画を一部次年度に延期することとなった。以上により、次年度への繰越金が生じた。 繰越金は、次年度に延期した計画を実施するために使用する。
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Research Products
(3 results)
