Attempt to develop bio-targeting dental materials through the integration of materials science and molecular biology approaches

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K19593
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 57:Oral science and related fields
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Imazato Satoshi 大阪大学, 大学院歯学研究科, 教授 (80243244)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北川 晴朗 大阪大学, 大学院歯学研究科, 助教 (50736246)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2024-03-31
• Keywords: 歯学 / 歯科材料学 / バイオフィルム / 細胞外DNA / バイオターゲティング

Outline of Final Research Achievements

Aiming to endow dental materials with biofilm control capabilities by targeting extracellular DNA (eDNA) in the extracellular matrix of oral biofilms, we successfully established a technology to achieve sustained release of DNA-degrading enzyme (DNase) by loading the DNase onto polyHEMA/TMPT particles. By incorporating these DNase-loaded particles into dental resins, it was demonstrated that the sustained release of DNase promoted the degradation of eDNA, effectively inhibiting the formation of oral biofilms on the surface of the dental resins.

Free Research Field

口腔再生医学および歯科医用工学関連

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

口腔バイオフォルムの制御を目的として歯科材料への抗菌性付与に関する研究が国内外で盛んに行われている。これらの研究では、材料に含まれる抗菌成分が口腔細菌を攻撃し、材料表面への細菌の初期付着を抑制することを目指している。しかし、一旦細菌が材料に付着して細胞外マトリックスを形成すると、バイオフィルム内での抗菌成分の浸透や細菌との接触が妨げられ、抗菌効果が減弱することが課題である。本研究により、DNA分解酵素担持粒子を添加した歯科材料上でのバイオフィルム形成抑制効果を確認できたことで、細胞外マトリックスの制御により抗バイオフィルム効果を発揮する新たな歯科材料の開発が期待される。