光触媒性材料のピーニングによる抗菌性を付与した義歯床の創成

2024 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 24K13017
• Research Institution: Osaka Dental University
• Principal Investigator: 田代 悠一郎 大阪歯科大学, 歯学部, 助教 (50823514)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 秀明 東京都市大学, 理工学部, 准教授 (00196263) ; 三宅 晃子 大阪歯科大学, 医療保健学部, 講師 (40782131) ; 小正 聡 大阪歯科大学, 医療保健学部, 准教授 (70632066)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Keywords: 光触媒 / チタンアパタイト / 抗菌性材料 / 義歯床への抗菌性付与 / 噴射加工 / ピーニング / 細菌付着性 / バイオフィルム形成量

Outline of Annual Research Achievements

高齢社会を迎えた現在，義歯を使用している高齢者は加齢に伴う認知機能や手指の巧緻性の低下により，使用している義歯を清潔に保つことが困難な者は決して少なくない．一方で，洗浄剤を用いた化学的義歯洗浄法や抗菌性物質の使用も試みられてきたが，問題の解決には至っていない．本計画は，新光触媒デバイスであるチタンアパタイト粒子を噴射により義歯床に強固にピーニングすることで，抗菌性に優れた義歯床表面獲得を目指すものである．抗菌性デバイスとしては富士通社製の光触媒チタンアパタイトを使用した．アクロンMC（ジーシー）を用いて，約12.0mm×10.0mm×6mmの直方体のPMMA板を作製し，PMMA板に対しチタンアパタイトのピーニングを行った．ピーニングには東京都市大学の噴射加工装置を使用した．噴射後の試料表面の表面解析（SEM, SPM, XPS）を行い，加えて各条件下での噴射後に流水試験を実施し，その後の表面観察も行った．それにより噴射距離20mm，噴射量15g(5g/sec)，噴射圧力0.6MPaの噴射条件が最も効果的にPMMA表面にアパタイトをピーニングできることが示された．次に，24ウェル細胞培養用プレートのウェルに適合するPMMA板に対し，確立した各噴射条件でチタンアパタイトのピーニングを実施．無処理のPMMA板を対照群としてアパタイトピーニングPMMA板を実験群としてS. aureusを播種し，細菌の初期付着，バイオフィルム形成量（クリスタルバイオレット染色による評価）を比較した．その結果アパタイトピーニングPMMA板において無処理のPMMA版と比較して細菌の付着，バイオフィルム形成量が低い値となることが示された．以上からPMMA表面へのチタンアパタイト噴射法は新規義歯メンテナンス法として期待できることが示された．

Current Status of Research Progress

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

Reason

噴射装置を用いた種々の噴射条件において、PMMA板へのチタンアパタイト噴射実験を行った。加えてSEM，SPM，XPSによる表面解析を実施し，表面へのチタンアパタイト残存量を評価し，効果的にPMMA表面にチタンアパタイトを移着できる条件を設定することに成功した。
S. aureusを用い，細菌付着量，バイオフィルム形成量から抗菌性の評価も実施し，チタンアパタイトをピーニングしたPMMA板は無処理のものと比べ抗菌性を獲得できるという結果が得られた。これらから義歯床の抗菌性付与にチタンアパタイトのピーニングが有効であることを示すデータが着実に示されつつあると考えられる．

Strategy for Future Research Activity

PMMA板へのチタンアパタイトのピーニングにより．PMMAに抗菌性が付与できることは示されたことから．実際の義歯床に応用した場合を想定し，口腔内に曝露した場合のチタンアパタイトの残留，および抗菌性の発揮について評価する予定である．

Causes of Carryover

細菌実験を年度をまたいで行っており，必要な経費を次年度に計上した．