Development of dental fillers with both antibacterial and demineralization preventive properties

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K09987
• 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: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: Makita Yoji 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 総括研究主幹 (80357988)
• 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) ; 長岡 紀幸 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 助教 (70304326) ; 杉浦 悠紀 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 (70755040) ; 吉田 靖弘 北海道大学, 歯学研究院, 教授 (90281162)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: イオン交換 / 無機イオン交換体 / 抗菌 / 脱灰抑制 / 接着

Outline of Final Research Achievements

Cetylpyridinium fluoride (CPF)-loaded layered zirconium phosphate (CPF-ZrP) and CPF-loaded layered titanium phosphate (CPF-TiP) were developed as new dental fillers with both antibacterial and antidecalcification properties. The interlayer distances of CPF-ZrP and CPF-TiP were approximately 4 times wider than before CPF loading; EPMA analysis suggested the presence of cetylpyridinium ions and CPF in the interlayer.
Bonding resin plates with 5% CPF-ZrP showed antibacterial activity against S. mutans, even after 4 weeks of immersion in saline. Antimicrobial activity was found to be inactivated after 6 weeks or more of immersion in saline, but CPF was recharged by immersion in CPF solution and antimicrobial activity was restored.

Free Research Field

材料工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、歯科治療で使用実績のある抗菌成分の塩化セチルピリジニウムと脱灰予防成分のフッ素を、フッ化セチルピリジニウムの形態で層状無機化合物の層間に挿入し、これらの機能成分を層間から徐放させて抗菌効果と脱灰予防効果を同時に発現させるための新規な歯科用フィラーを開発した。機能成分の徐放によってフィラー内の機能成分量が少なくなり機能性が失活しても、機能成分のリチャージによって機能を復活できる。二次う蝕の予防には辺縁漏洩部への菌の侵入や増殖抑制と歯質の脱灰抑制が効果的であるが、これまでこのような方法・材料は開発されていなかった。