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2021 Fiscal Year Annual Research Report

Analysis and control of interface between soft tissue and hard adhesive

Research Project

Project/Area Number 21H03123
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

岡田 正弘  岡山大学, 医歯薬学域, 准教授 (70416220)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 柴田 陽  昭和大学, 歯学部, 教授 (30327936)
松本 卓也  岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (40324793)
ハラ エミリオ・サトシ  岡山大学, 医歯薬学域, 研究准教授 (40779443)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords無機 / 金属 / 固体接着材 / ハイドロゲル / 生体材料
Outline of Annual Research Achievements

我々は、医療材料として用いられる無機材料(チタンやアパタイト)に適切な表面構造を構築することで、ハイドロゲル(生体軟組織や合成ゲル)がその無機材料と瞬時に強く接着することを見出した。本研究課題では、これら無機系固体接着材とハイドロゲルの接着現象を界面科学的観点から解析する。具体的には、まず、条件を変化させて作製した固体接着材表面の化学的・物理的性質を評価する。また、各種官能基を導入した粘弾性特性の異なるハイドロゲルを作製し、固体接着材とハイドロゲルの接着強さを評価する。この際、生体内における接着安定性についても評価を行う。さらに、各種分析法を用いて固体接着材とハイドロゲル間の界面における相互作用についての情報を収集する。以上の情報を総合し、ソフト(ハイドロゲル)とハード(無機系固体接着材)間の接着現象を理解することを目的とする。
上記の目的を達成するために本年度の検討では、まず、条件を変化させて無機系固体接着材を作製してその表面性状を評価した。無機系固体接着材としてのアパタイトは湿式法によって合成し、疎水性モールドにキャスト後に焼成することでナノ多孔質体として作製した。この際の焼成条件によってアパタイトの表面性状を変化させた。チタンは薄膜状のものを準備し、酸処理によって表面処理した。これら無機材料の表面性状は、化学的観点(組成、結晶性)および物理的観点(表面粗さ、弾性率)から評価を行った。具体的には、表面形態を電子顕微鏡観察および表面粗さから評価した。また、X線回折法を用いて結晶構造を評価した。次に、組成の異なるハイドロゲルを作製し、表面性状の異なる無機材料とハイドロゲルを組み合わせて接着試験を行い、ハイドロゲルと無機系固体接着材間の接着性を定量的に評価した。以上の検討結果を取りまとめて学会発表ならびに論文発表を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度の検討においては、無機系固体接着材と合成ゲルを対象として、界面科学的観点から接着現象を解析することを目的とした。【研究実績の概要】に記載したとおり、当初の目的を達成したため「(2) おおむね順調に進展している」と自己評価した。

Strategy for Future Research Activity

本年度の検討結果から得られた情報をもとに、機械的性質に優れる金属系生体材料および生体親和性に優れるセラミック系生体材料の表面について引き続き解析を行い、官能基の種類を変化させたハイドロゲルとの接着を評価することで、界面科学的観点から接着現象をさらに検討を進める予定である。

  • Research Products

    (9 results)

All 2022 2021

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Self-adhering implantable device of titanium: Enhanced soft-tissue adhesion by sandblast pretreatment2022

    • Author(s)
      Yabe Atsushi、Okada Masahiro、Hara Emilio Satoshi、Torii Yasuhiro、Matsumoto Takuya
    • Journal Title

      Colloids and Surfaces B: Biointerfaces

      Volume: 211 Pages: 112283~112283

    • DOI

      10.1016/j.colsurfb.2021.112283

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Immediate soft-tissue adhesion and the mechanical properties of the Ti-6Al-4V alloy after long-term acid treatment2021

    • Author(s)
      Wang Yaming、Okada Masahiro、Xie Shi Chao、Jiao Yu Yang、Hara Emilio Satoshi、Yanagimoto Hiroaki、Fukumoto Takumi、Matsumoto Takuya
    • Journal Title

      Journal of Materials Chemistry B

      Volume: 9 Pages: 8348~8354

    • DOI

      10.1039/d1tb00919b

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Re-evaluation of Early Biomolecule Adsorption and Initial Osseointegration by an Engineering Perspective2022

    • Author(s)
      Wang Y, Okada M, Hara ES, Matsumoto T
    • Organizer
      2022 Joint Symposium SFB+JSB
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Immediate soft-tissue adhesive titanium: The effect of surface porosity2022

    • Author(s)
      Okada M, Yabe A, Xie SC, Hara ES, Matsumoto T
    • Organizer
      2022 Joint Symposium SFB+JSB
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 軟組織接着向上に向けた粘膜組織水和相の理解2021

    • Author(s)
      小林優右, 岡田正弘, ハラエミリオサトシ, 田中 賢, 松本卓也
    • Organizer
      第43回日本バイオマテリアル学会大会&第8回アジアバイオマテリアル学会
  • [Presentation] ハイドロキシアパタイトの多孔質構造が軟組織接着性に与える影響2021

    • Author(s)
      謝世超, 岡田正弘, 王亜明, 松本卓也
    • Organizer
      第43回日本バイオマテリアル学会大会&第8回アジアバイオマテリアル学会
  • [Presentation] 酸処理チタンの軟組織接着性を増強するサンドブラスト処理の最適化2021

    • Author(s)
      矢部淳, 岡田正弘, 武田宏明, Hara ES, 鳥井康弘, 松本卓也
    • Organizer
      第78回日本歯科理工学会学術講演会
  • [Presentation] Observation of minute-time interaction between biomolecular solution and material surface2021

    • Author(s)
      Takahashi A, Okada M, Kobayashi Y, Wang Y, Matsumoto T
    • Organizer
      The 99th General Session of the IADR
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] サンドブラスト処理による酸処理チタンの軟組織接着性の増強2021

    • Author(s)
      矢部淳, 岡田正弘, 武田宏明, Hara ES, 鳥井康弘, 松本卓也
    • Organizer
      第 77 回日本歯科理工学会学術講演会

URL: 

Published: 2022-12-28  

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