2021 Fiscal Year Research-status Report
生体硬組織に接着する吸収性素材の設計開発と保存修復・歯内療法・歯周治療への応用
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20K09950
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| Research Institution | Kyushu University of Health and Welfare |
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Principal Investigator |
中村 真理子 九州保健福祉大学, 臨床心理学部, 教授 (90284067)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 靖弘 北海道大学, 歯学研究院, 教授 (90281162)
阿部 薫明 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 准教授 (40374566)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | リン酸化プルラン / 生体硬組織 / 接着 / 湿性組織 / プルラン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
湿性生体硬組織に接着し、吸収される材料があれば、歯や骨を対象とした様々な治療に応用できる。しかし、歯質接着材料は、強い接着力を得られるものの、非吸収性である。また、湿性生体硬組織への接着性は乏しい。そこで本研究では、歯や骨に接着して吸収・置換される新素材の開発を目指し、令和2年度までに、歯質表面における分子の挙動と分子構造の関係性を検討してきた。令和3年度は、その成果を基に、湿性生体硬組織に化学吸着する分子の設計・合成を行い、体内埋植用であることを考慮してエンドトキシン量を評価した。
歯質接着の基礎研究から、一分子中に多数の官能基を有する分子構造が、湿性硬組織への接着に有利であることが分かっている。その代表例が、グラスアイオノマーセメントの主成分であるポリカルボン酸である。しかし、グラスアイオノマーセメントに用いられてきたポリカルボン酸は、ポリアクリル酸やその類似構造であり、直鎖状であるため分子量が大きくなれば粘性も上がる。これは濡れ性の低下につながる。直鎖状高分子を歯質接着に用いた時のジレンマである。そこで我々は、湿性硬組織に接着し、生体内で分解・吸収されて組織に置換する機能性分子を設計・合成するにあたって、バックボーンに多糖誘導体であるプルランを選択した。プルランは、黒酵母により産生される非動物由来の吸収性高分子で、水に溶かした時の粘性が最も低い多糖類の一つである。このプルランに生体硬組織への接着性を期待して2価のリン酸基を導入した。プルランを(1)170℃で加熱、(2)マイクロ波を照射、(3) 塩化ホスホリルで処理、する3つの合成法により得られたリン酸化プルランのエンドトキシン量を測定した。その結果、合成法(3)で得られたリン酸化プルランは、エンドトキシンが検出限界（0.78EU/g）以下となり、体内埋植用のコラーゲンやヒアルロン酸より低い値を示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
令和3年度は，令和2年度に引き続き，「湿性象牙質・骨」に接着する分子の理論構築を目指した。湿性生体硬組織に接着し、吸収される材料があれば、歯や骨を対象とした様々な治療に応用できる。しかし、歯質接着材料は、強い接着力を得られるものの、非吸収性である。また、湿性生体硬組織への接着性は乏しい。そこで本研究では、歯や骨に接着して吸収・置換される新素材の開発を目指し、令和2年度までに、歯質表面における分子の挙動と分子構造の関係性を検討してきた。令和3年度は、湿性硬組織に接着し、生体内で分解・吸収されて組織に置換する機能性分子を設計・合成するにあたって、バックボーンに多糖誘導体であるプルランを選択した。皮下や骨内に埋植し，組織学的な評価を行うとともに，体内埋植であることを考慮し，内毒素であるエンドトキシンの除去法についても考え、エンドトキシンが検出限界以下となるリン酸化プルランを作成することに成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度である令和4年度は，令和2年度と令和3年度の知見を基に試作した分子をキーマテリアルとし，保存修復，歯内療法，歯周治療各分野への応用に取り組むことを予定している。保存治療における革新的な技術開発につながることが期待される。
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| Causes of Carryover |
機器使用料が当初予定していたより少額であったため繰越金が生じた。繰越金は実験用消耗品購入に使用する予定である。
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