バイオアクティブに機能するナノアパタイト層を付与した矯正用ミニスクリューの開発

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22592299
• Research Institution: The Nippon Dental University
• Principal Investigator: 松野 智宣 日本歯科大学, 生命歯学部, 准教授 (80199827)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 田鶴子 日本歯科大学, 生命歯学部, 教授 (40095138) ; 橋本 典也 大阪歯科大学, 歯学部, 助教 (20228430) ; 小俣 和彦 日本歯科大学, 生命歯学部, 助教 (00434142) ; 山崎 淳司 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70200649) ; 大野 忠夫 早稲田大学, 理工学術院, 客員教授 (90160580)
• Keywords: 矯正用ミニスクリュー / チタン / 酸化処理 / ナノアパタイト層 / FGF-2 / セミインテグレーション / 抗酸化度

Research Abstract

現在、矯正歯科治療において歯の移動の固定源に歯槽骨や顎骨への矯正用ミニスクリューの応用が急速に普及している。一方、ミニスクリューの脱落頻度は10～20%と高く、手技や適応症あるいはミニスクリューのデザインなどが検討されている。矯正用ミニスクリューは固定源としての機能時には骨と十分に結合しなくてはならない。しかし、機能終了後には撤去が必要で、歯科用インプラントのような強固なオッセオインテグレーションは必要ない。そこで本研究は、機能時の十分な骨結合性と撤去時の除去性という相反する特性、さらに感染による脱落を軽減する歯肉貫通部の上皮接着機能を有するFGF-2/ナノアパタイト層を付与したセミインテグレーション型矯正用ミニスクリューを開発することが目的である。その目的達成のため、22年度は矯正用ミニスクリューに最も多く用いられているTi-6Al-4V4合金表面ヘナノアパタイト層が効率よく固定できる酸化処理法を新たに開発し、その評価を行った。また、その表面にナノアパタイト層を形成するための方法や形成されたナノアパタイト層を材料学的に評価した。その結果、過酸化水素とオートクレープの熱処理をすることで、XPSでチタンの表面分析および膜厚測定及び酸化状態分析で、チタン表層は深部まで酸化され、表面にナノポア構造を有するTiO_2層の形成が確認された。また、リンゲル、カルシウム、リン酸の医療用輸液を共沈させた溶液に酸化チタンを浸漬させ、その表面性状をSEMならびにEPMAで観察したところ、アパタイトの結晶の析出が確認できた。