2013 Fiscal Year Research-status Report
新規エキシマUVランプによるチタン表面の分子・ナノレベル表面改質法
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25463019
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| Research Institution | Showa University |
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Principal Investigator |
片岡 有 昭和大学, 歯学部, 助教 (90527300)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柴田 陽 昭和大学, 歯学部, 講師 (30327936)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | チタン / インプラント / 紫外線 / エキシマ |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、チタン製インプラントの表面改質技術によって得られた高い生体親和性および抗菌性を持った表面を最大限活用させるため迅速的なエキシマUVランプ照射効果の分子・ナノレベルでのメカニズムを明らかにし、インプラント体表面への新たな表面処理法としての可能性を探ることである。今研究費獲得前までに申請者は、in vitroでチタン製インプラント体の表面形状および表面化学構造による相乗効果によってオッセオインテグレーション獲得が生じることを細胞レベル・遺伝子レベルで解明してきた。それらに加え、エキシマ領域UVランプの開発に取り掛かり、低圧水銀による多波長を有するUVランプとは違い、短波長で特定波長を有した小型UVランプ装置を作製し成功していた。
①エキシマUVランプ照射によるチタン表面化学特性の解明ができた。
ワイヤ放電加工による表面（EDSurface）は均質化されたアナターゼ型酸化チタン表面であり、実験モデルとして最適であり、今回の研究に対して優れた結果をもたらした。既に報告したエキシマUVランプの波長は限局されているので、波長の特異性によるチタン酸化膜表面への影響を評価することができた。現在一般的に流通している低圧水銀UVランプは波長が分散しているにもかかわらず、最も高いピークをランプの波長として考察したので、波長が限局された低圧水銀UVランプの試作機と比較して効果が明らかであった。今後はこの2種類の試作機を用いることで解明が進む。
②ワイヤ放電加工表面にエキシマUVランプおよび低圧水銀ランプを照射した試験片を用いて、水滴および血液を接触させたときの接触角を計測した。さらに，経時的にこれらのデータを比較検討することで，他機関において報告されているデータと比較検討し，試験片として問題を有していないかを確認できた。
全体として平成26年度からの実験への基礎的基盤が形成できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
エキシマランプ試作機、および低圧水銀試作機は順調に構成できた。また、その効果と減少については明らかにできた。申請時の研究計画に記載した平成25年度計画は「おおむね順調に進展している」といえる。しかし、平成26年度の研究計画である、in vitroおよびinvivoでの研究計画を考えるとさらに積極的に進めてもよかったと思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度以降はin vitroおよびinvivoでの研究を主体に行い以下の項目を明らかにしていく。
①表面化学構造の差異による生体反応機序の分子・ナノレベルでの解明（in vitro）
高いタンパク吸着能および優れた細胞動態は、良好な生体親和性の裏付けである。これらを明らかにするために、上記試験片を用いて（１）培地浸漬試験、（２）骨芽細胞様細胞・線維芽細胞播種培養試験を行い分子的・遺伝子的評価を行う。（３）長期培養により析出したリン酸カルシウムの評価を行う。
③骨質評価によるエキシマUVランプ照射の将来性の検討（in vivo）
in vitroで得たデータを基に小動物での実験を試み、エキシマUVランプの将来性を検討する。そこで、（１）動物用ミニインプラントおよび回転照射装置の作製、（２）骨形成様相の検討、（３）新生骨の物理・化学的評価および遺伝子学的評価を行う。動物保護の観点から最小限の匹数で行えるように留意する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
今年度は計画通りに進んでいたが、in vitroおよびin vivoの評価まで進まなかったために次年度使用額として残った。大学で所有している機器での分析が主になったためと思われる。
次年度からはin vitroおよびin vivoの評価が主体となるために試薬および培養関係の消耗品が増加すると思われる。先に述べた実験計画に沿って進めていく。
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