Design and development of absorbable materials that adhere to biological hard tissues and their application to conservative restoration, endodontics, and periodontics

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K09950
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 57030:Conservative dentistry-related
• Research Institution: Kyushu University of Health and Welfare
• Principal Investigator: Nakamura Mariko 九州保健福祉大学, 臨床心理学部, 教授 (90284067)
• 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)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 生体硬組織 / 接着 / 湿性組織 / ポリカルボン酸 / プルラン / リン酸化プルラン

Outline of Final Research Achievements

Transmission electron microscopy analysis of the dentin bonding interface revealed that the polycarboxylic acid was partially demineralized to form a gel-like layer on the surface. In addition, a copolymer of 90wt% acrylic acid and 10wt% maleic acid had higher chemical bonding ability than polycarboxylic acid. Based on these results, new functional molecules were designed and synthesized. Pullulan, an absorbable polymer of non-animal origin produced by black yeast and one of the least viscous polysaccharides when dissolved in water, was used to introduce a divalent phosphate group with the expectation of adhesion to biological hard tissues. Phosphorylated pullulan prepared by the synthetic method of treatment with phosphoryl chloride was found to have endotoxin levels below the detection limit.

Free Research Field

医歯薬学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生体硬組織に接着し，吸収される素材があれば，保存治療系歯学の全分野に革新的な成果をもたらす。しかしながら，現在の歯質接着性材料では，強い接着力を得られるものの非吸収性であり，生体組織に置換される部位には応用できない。今回の研究結果より，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黒酵母により産生される非動物性由来の吸収性高分子である多糖誘導体プルランを選択した。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リン酸化プルランを創製した。リン酸化プルランのエンドトキシンの値は検出限界であることが確認された。