2023 Fiscal Year Annual Research Report
Establishing key aspects of non-drilling carious treatments based on quantum and X-ray beam technologies
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20H00552
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
林 美加子 大阪大学, 大学院歯学研究科, 教授 (40271027)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
奥山 克史 朝日大学, 歯学部, 准教授 (00322818)
山下 弘巳 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (40200688)
松田 康裕 北海道医療大学, 歯学部, 准教授 (50431317)
山本 洋子 大阪大学, 大学院歯学研究科, 招へい教員 (60448107)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | う蝕 / 象牙質 / PIXE/PIGE法 / μCT / ラマン分光分析法 / 飛行時間型2次イオン分析法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、従前の歯科臨床をバイオミネラリゼーションを基軸とした生物学的なう蝕予防・治療へと大きく変換させるという理念のもと、量子・X線ビームを応用した原子・電子レベルの超精密構造・機能解析によって、う蝕の発症および進行抑制に歯質構成元素が如何なるメカニズムで相互に作用しながら関与しているかを解き明かすことを目的とした。
2020年度から2022年度は、in vitroにてヒト大臼歯の象牙質にCa、 F、Sr、Zn、Cu、Mgの配合率を調整したセメント材を1-3ヶ月間作用させた後、歯質構成元素の抗う蝕性の評価を、試験前後でのμCTによるミネラル密度の変化に続いて、PIXE/PIGE法、X線結晶回折、X線光電子分光法によってイメージングし、元素分布・濃度および化学結合を分析した。その結果、象牙質に取り込まれたZnがOと共有結合を形成することで、歯質の耐酸性が向上することがわかった。
2022年度からは、in vitroの方法を、in vivoラットう蝕治療モデルに作用させて、歯質構成イオンがエナメル質および象牙質に取り込まれる様相を、μCTによるミネラル密度の変化とPIXE/PIGE法にて検索する方法を確立した。さらに、う蝕治療モデルでμCTによるミネラル密度の変化を観察した同一試料を用いて、ラマン分光分析法と飛行時間型2次イオン分析法にてマルチ元素の動態を測定することに成功した。
すなわち、抗う蝕性を発揮する FおよびZnの分布状態と経時的変化を、量子・X線ビーム技術を複合的に用いてin vivo試料にて明らかにした。まず、Fの拡散は速やかに進むが、Znの浸透には時間を要することが示された。また、脱灰が亢進した象牙質にFは停まれるものの、Znはコラーゲンの崩壊が著しい部位を超えて分布していることが分かった。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Development of Rat Caries-Induced Pulpitis Model for Vital Pulp Therapy2023
Author(s)
Huang H, Okamoto M, Watanabe M, Matsumoto S, Moriyama K, Komichi S, Ali M, Matayoshi S, Nomura R, Nakano K, Takahashi Y, Hayashi M.
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Journal Title
J Dent Res.
Volume: 102
Pages: 574-582
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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