2023 Fiscal Year Research-status Report
機能性ハイドロゲル剤創製とcell homing法による歯髄再生療法の確立
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22K09986
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| Research Institution | Aichi Gakuin University |
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Principal Investigator |
諸冨 孝彦 愛知学院大学, 歯学部, 教授 (10347677)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 根管洗浄 / プラス帯電性オゾンナノバブル水 / ナノバブルオゾン水 / 抗菌光線力学療法 / AI画像診断支援システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和５年度は、以下につき研究を遂行した。
１）新規根管内洗浄法の検討
本研究課題は失活歯において歯髄再生療法を確立するものであるが、免疫応答能の欠如した歯髄腔内で歯髄再生を図る上で必須の条件が歯髄腔内の無菌化である。現在、根管内の無菌化のためには次亜塩素酸ナトリウム溶液や海外においてはグルコン酸クロルヘキシジン溶液等が用いられているが、これらの薬剤が有する為害性は生体にとって危険性を有することは広く知られているが、局所においても後の歯髄再生に負の側面を持つ。これらの懸念を解消するため、前年度に引き続き次亜塩素酸ナトリウム水溶液に代わる洗浄法の検討を行った。初めにプラス帯電性オゾンナノバブル水の洗浄効果を確認し、前年度とは条件を変えて確認した結果、１分間の作用で、Enterococcus faecalisによるバイオフィルムへの殺菌効果が次亜塩素酸ナトリウム溶液やグルコン酸クロルヘキシジン溶液と同等の殺菌効果を有することを確認した。また、これとは別にナノバブルオゾン水についても同様の検討を行い、次亜塩素酸ナトリウム溶液およびグルコン酸クロルヘキシジン溶液と同等か、それ以上の殺菌効果を持つことが確認された。次にインドシアニングリーン封入ナノ粒子と半導体レーザーを用いた抗菌光線力学療法の洗浄効果につき検討を行ったところ、この方法においてEnterococcus faecalisのみならずCandida albicansへの殺菌効果も確認された。
２）根尖周囲歯周組織の状態を確認するためのAIを用いた診査・診断支援システムの検討
細胞を根尖孔外より歯髄内へと遊走させるには、根尖孔外の周囲歯周組織が健全な状態にあることが絶対条件であり、適切な診査に基づく高精度の診断が重要である。そのため、AIを用いた根尖性歯周疾患の画像診断支援システムについて検討し、その可能性を報告した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当該年度は、本研究課題の実現に必須である新たな根管洗浄法の検討を更に進めることができた。当該年度の研究の遂行によって、昨年度に引き続き低刺激性による安全性と高い殺菌効果を併せ持つプラス帯電性オゾンナノバブル水の根管洗浄剤としての有用性を確認することができた。また、当該年度は新たにナノバブルオゾン水を用いた根管洗浄についての評価と、さらにインドシアニングリーン封入ナノ粒子と半導体レーザーを用いた抗菌光線力学療法を用いた根管内洗浄への応用についても検討を行い、その可能性を見出し報告することができた。
しかしながら、研究計画立案時には想定していなかった研究機関の異動にともない、in vitro研究は遂行可能となったものの、in vivo研究については現段階で遂行が困難な状態にあり、次年度において研究が開始できるよう研究環境構築を図ることとしている。
一方で、当該年度には実験を計画していなかったものの本研究課題の目標達成に不可欠な検討事項である、根尖周囲歯周組織の状態を確認するためのAIを用いた診査・診断支援システムの検討を前倒しで開始することができた。これは本研究課題の最終目標である臨床応用を実現させるためには必須の研究であり、当該年度の研究の遂行は、研究課題の実現に寄与する知見を得ることができた。
以上より、研究進捗状況に若干の遅れと変更が生じていることは事実であるものの、研究遂行に大きな問題は生じていないと考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
１）プラス帯電性オゾンナノバブル水およびナノバブルオゾン水による細胞への影響とスメアー層除去効果：プラス帯電性オゾンナノバブル水およびナノバブルオゾン水がEnterococcus faecalisによるバイオフィルムの殺菌に現在使用されている次亜塩素酸ナトリウム溶液およびグルコン酸クロルヘキシジン溶液と同等またはそれ以上の効果を発揮することは確認されたが、周囲組織への影響を確認する必要があるため、歯周組織を構成する各種の細胞を用いたin vitro実験より開始し、その後にin vivo実験へと移行する。さらにスメアー層除去効果についてもin vitroおよびin vivo実験により効果を探り、象牙質を過剰に脱灰する恐れのあるEDTAを使用せず、プラス帯電性オゾンナノバブル水/ナノバブルオゾン水のみで根管内洗浄を完結させることが可能か検討する。
２）生体活性ガラス配合粉末添加根管用シーラーの根尖周囲歯周組織疾患の治癒に及ぼす影響：根尖周囲歯周組織より根管内へ細胞を誘導するには、根尖周囲歯周組織疾患の治癒が絶対的条件となる。我々の確立したラット感染根管モデルを用いて、バイオセラミックス材料である生体活性ガラス配合セメントを添加した根管用シーラーによる根尖病変創傷治癒過程を検索し、前処置としての根管治療における有用性につき検討する。
３）細胞遊走および分化に最適なゲル状スキャホールド材の開発：本研究においては歯髄再生のための細胞群は根尖孔外から根管内へと遊走させることが必須である。また、歯髄を構成する各種細胞への分化誘導を促進する能力を有することが望ましい。これらの条件を満たすゲル状スキャホールド材の開発を行う。具体的には予備実験で有用であることを確認しているヒアルロン酸を基材として用いる。更に、予備実験において象牙芽細胞誘導能が確認されている生体活性ガラス等の機能性薬剤・材料を混入することが可能かについても検討を行う。
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| Causes of Carryover |
令和５年度は予定していた動物実験ではなく、前年度に引き続き根管洗浄法の検討を中心に実施したため、新たな物品等の購入額が目論見よりも減少した。また、AIを用いたディープラーニングによる診断支援システムの検討についても、本学歯学部の設備を用いて行うことができたため、これに関する費用がほとんど発生しなかった。
次年度は本格的にin vitro研究およびin vivo研究を実施すること、また成果報告のための論文投稿に関する費用が生じるため、残金をこれらに充てる予定である。
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