2020 Fiscal Year Research-status Report
バリウムガラスに対するリン酸モノマーとシランカップリング剤の分子挙動解明
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20K09955
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
長岡 紀幸 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 助教 (70304326)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉原 久美子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (90631581)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | バリウムガラス / ジルコニア / シランカップリング剤 / リン酸モノマー / 化学結合状態解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，リン酸吸着能を有するバリウムガラスやジルコニアに対するリン酸モノマーとシランカップリング剤の結合状態を解析する。結合状態解析は，接着強度試験，化学結合状態解析による。バリウムガラスは粉末を入手できたが，接着強度試験やX線光電子分光法（XPS）による化学結合状態解析を詳細に実施するためには板材が必要となる。このため，粉末バリウムガラスまたは歯科用コンポジットレジンブロックから焼結により，板材を作製する手法を検討した。この手法で作製された板材は，接着強度試験において板材の強度の問題から使用できない可能性があるが，化学結合状態解析において有機成分が無いために詳細な解析ができる。しかしながら，現状において焼結温度の確定ができていないために，バリウムガラスの板材が作製できていない。このため，バリウムガラスを含有している歯科用コンポジットレジンブロックで接着試験強度を評価した。シランカップリング剤は，スペーサの異なる3-メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン（3MPTS）および8-メタクリルオキシオクチルトリメトキシシラン（8MOTS）を用いた。これらにリン酸モノマー10-メタクリロイルオキシデシルリン酸二水素（10MDP）を添加したカップリング剤を用いた。接着試験片作製から24時間後の強度試験では，強度に大きな優位差はなかった。ただし，8MOTSは加水分解によるシラノール基の出現が，3MPTSよりも時間を要する可能性が示唆された。これに関して，フーリエ変換赤外分光光度計（FTIR）の高速スキャン法により，リアルタイムで観察する予定である。また，リン酸吸着能を有するジルコニアでの評価は，接着強度試験とXPSによる化学結合状態解析を実施中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
COVID-19の影響により，実験に使用する物品の入手や測定に影響が出た。供給元が海外，特定の企業のみが供給している薬剤は，入手に想定以上の時間がかかった。また，XPSによる測定は，非導電性試料の精密な測定が必須であることから，鹿児島大学に設置されている装置を使用することにしたが，サンプルを持参しての測定が実施しにくい状況にあり，測定を令和3年度に延期することにした。しかしながら，XPS測定に必要なサンプルの作製は問題なくできる状況であり，期間内に測定し，解析できると思われる。
令和2年度の実績から，板材の入手が困難なバリウムガラスを我々の技術で作製できる見込みができたことから，詳細な解析ができるようになる。研究の遂行に制限が出ているが，当初の計画は完了できると思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
ジルコニアやバリウムガラスを用いたコンポジットレジンブロックによる，接着強度試験を進めると共に，化学結合状態解析を実施する。また，焼結によるバリウムガラス板材を作製する技術開発を進め，バリウムガラス表面での各種モノマーのカップリング状態を測定，解析する。
シランカップリング剤の加水分解特性の評価は，高速スキャンFTIRによりリアルタイム測定する。この装置は産業技術総合研究所・四国センターに設置されており，分担者と共に測定する。
以上の結果から本研究の目的である，カップリングメカニズムと結合状態の解析を進め，リン酸吸着能を有する歯科材料へのカップリング手法の確立を目指す。
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| Causes of Carryover |
XPS測定は他機関で測定する予定であった。また，学会に参加して情報収集する予定であったが，COVID-19の影響で，出張が延期，学会がオンライン開催になったために，旅費の使用が減少した。
当初，計画していなかったバリウムガラス板での測定を実施することにした。この作製法は検討中である。バリウムガラス板の作製は，本研究を詳細に進める上で重要である。作製法の目処が立ち次第，必要な装置や材料を購入予定である。このため，予算の次年度使用が発生した。
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