2013 Fiscal Year Research-status Report
バイオアクティブガラスを用いた矯正用材料の表面改質に関する研究
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25463195
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| Research Institution | Health Sciences University of Hokkaido |
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Principal Investigator |
飯嶋 雅弘 北海道医療大学, 歯学部, 准教授 (20305915)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
橋本 正則 大阪大学, 歯学研究科(研究院), 准教授 (00337164)
六車 武史 北海道医療大学, 歯学部, 助教 (20343436)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | バイオアクティブガラス / 表面改質 / スパッタリング / 矯正材料 / 再石灰化 / 脱灰抑制 / エナメル質 / セラミックス |
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| Research Abstract |
金属アレルギーの罹患やエナメル質脱灰等の問題点に対する対策は、極めて重要な課題であり、高い生体親和性やエナメル質再石灰化誘導能を有する矯正用材料の開発が望まれる。本研究では、溶液中でNaイオン、CaイオンおよびPイオン等を積極的に溶出するバイオアクティブガラスを利用して、スパッタリング法によりブラケットの原材料であるアルミナの表面改質を行い、高生体親和性、抗菌性および石灰化誘導能の機能を発揮する材料表面の創製を試みことを目的とする。平成25年度においては、バイオアクティブガラスの原材料（SiO2：45%、Na2O：24.5%、CaO：24.5%、P2O5：6%）からターゲットを作製し、高周波マグネトロンスパッタリング法によりアルミナ板状試料の表面に約400 nm厚のバイオアクティブガラス層で表面が改質された試料を作成する方法を確立した。この試料を人工唾液に浸漬し、バイオアクティブグラス層の結晶形成能を調べた。その結果、人工唾液に1週間浸漬後の試料表面には、針状の石灰化物が多数観察された。6か月間浸漬後の試料表面には、タブレット状の石灰化物が認められた。元素分析の結果、これらの石灰化物は主にCaとPから形成されていることが分かった。タブレット状の石灰化物より得られたラマンスペクトルには、リン酸水素カルシウム二水和物とβ-リン酸三カルシウムのピークが認められた。エックス線回折スペクトルには、リン酸カルシウムのピークが認められた。以上より、改質試料表面には、バイオアクティブガラス層より溶出する各種イオンと人工唾液の成分から成るハイドロキシアパタイトの前駆体であるリン酸カルシウム系の石灰化物が形成されることが考えられた。これより、アルミナに対するバイオアクティブガラスを利用した表面改質層は、エナメル質の脱灰抑制作用と再石灰化誘導能を発揮することが示唆された。
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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
バイオアクティブガラスのターゲットを作成し、試料を高周波マグネトロンスパッタリング法により改質する準備は整った。アルミナ試料に対するスパッタリング条件も確立され、アルミナ状に形成したバイオアクティブガラス層が高い石灰化誘導能を発揮する可能性も実験により裏付けることができた。これらの結果をまとめた論文が、国際誌に掲載された。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、アルミナ表面に形成したバイオアクティブガラス層の組成解析と機械的特性試験を行う。また、細胞培養試験と抗菌性の評価を行う予定である。さらに、実際の脱灰エナメル質に対する再石灰化挙動を調べる。
銀イオンが抗菌性を発揮することが知られている。より高い抗菌性を発揮するバイオアクティブガラス表面改質方法を開発するために、銀を5%配合したバイオアクティブガラスを試作し、高周波マグネトロンスパッタリング法による表面改質試料を試作し、細胞培養試験と抗菌性試験等の実験を行う予定である。
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Research Products
(2 results)
