Establishing key aspects of non-drilling carious treatments based on quantum and X-ray beam technologies

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H00552
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 57:Oral science and related fields
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Hayashi Mikako 大阪大学, 大学院歯学研究科, 教授 (40271027)
• 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) ; 岡本 基岐 大阪大学, 大学院歯学研究科, 助教 (60755354)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: う蝕 / 象牙質 / PIXE/PIGE / μCT / ラマン分光分析法 / 飛行時間型2次イオン分析法

Outline of Final Research Achievements

The aim of this study was to elucidate the mechanisms by which dentin components are involved in the development and inhibition of dental caries.
First, in vitro multi-element cements were applied to the dentin of human molars, and the anti-caries properties of the dentin were investigated using μCT, PIXE/PIGE, XDR, and XPS by analyzing the distributions, concentrations, and chemical bonding of the elements.
An in vivo rat caries treatment model was developed using the in vitro methods, and the uptake of multi-ions into dentin was successfully measured by μCT, PIXE/PIGE, Raman spectroscopy, and time-of-flight secondary ion analysis.

Free Research Field

歯科保存学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、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・治療を実現するという理念のもと、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いかなるメカニズムで関与しているかを解明することを目的とした。
そこでは、in vitroで確立した実験方法をin vivoラットう蝕治療モデルに適用し、マルチイオンが歯質に取り込まれる様相を、μCT、PIXE/PIGE法、ラマン分光分析法と飛行時間型2次イオン分析法にて測定することに成功した。この成果は、う蝕の進行および発症メカニズムを明らかにし、抗う蝕性の高い修復材料の開発の基盤となる、意義あるものである。