単結晶ナノチューブアパタイトの応用

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26462976
• Research Institution: Tokyo Dental College
• Principal Investigator: 見明 康雄 東京歯科大学, 歯学部, 准教授 (00157421)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 生体材料 / ヒドロキシアパタイト / 結晶合成法

Outline of Annual Research Achievements

本年度はこれまで研究推進の障害となっている多量の単結晶ナノチューブアパタイトの作製方法を追求すると共に、歯科材料として当初の目的にある充填剤として利用できるかを検討した。
単結晶の合成方法は、リン酸2水素アンモニウム1.38gを200mlの蒸留水に溶解し、80度に加温後10％炭酸アンモニウムでpHを8.0に調整した溶液に酢酸カルシウム3.35gを200mlの蒸留水に溶解して滴下した。滴下時間は120分間で終了後に0.1Mフッ化水素を滴下した。滴下後30～60分前後放置し、合成粉末を水洗、乾燥して回収した。なお、HFの総量は最終合成時の溶液量が約400mlなので、0.01Mとなる。回収した粉末0.1gに対し0.1M乳酸脱灰液pH2.5～2.8のものを10ml用い、2～7日間脱灰してチューブ状の穿孔の形成状態を観察した。
これまでの研究から、急速な脱灰を防ぐため0.3mMのHA(ヒドロキシアパタイト)をあらかじめ脱灰液に溶解混入した。さらに脱灰時に溶液に粘性を持たせることにより脱灰が抑制され、結晶性の弱い部分から脱灰が進行しやすいことが判明したため、CMC（カルボキシメチルセルロース）を0.1～0.05％混入させた脱灰溶液を用いた。その結果HAやCMCを混入しない溶液よりも混入した方が気孔率は増大した。しかし、CMCは水洗で絵除去するのが困難で有り、粉末が塊状になってしまう。この状態は抜歯窩や窩洞に充填する際には有利に働くかもしれないが、より粉末に成やすい様にするために、現在グリセリンをCMCの代わりに混入する実験を行っている。しかし、未だ十分な気孔率を得る条件までには達していない。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

合成結晶内の結晶性の悪い部分から脱灰させて穿孔し、チューブ状の単結晶を作成する方法を検討しているが、一部出来てもその量は少なく、また脱灰されて遊離しているイオンが再沈着したと思われる構造も観察されるので、次の実験に進むための気孔率の高い結晶を十分に得ることが出来ていない。このため動物実験や窩洞にに対する充填実験を行う事が出来ない状況にある。
また、昨年度の大学共同実験室の火災の影響で、警察による立ち入り禁止区域の設定が半年近く設定されたままだったので、実験しているドラフト電源の制限があり研究の遅れを引き起こした。

Strategy for Future Research Activity

単結晶ナノチューブアパタイトの気孔率を上げる条件の検討をさらに行い、気孔率が50％以上を目標とする。これには脱灰溶液の粘性を高める物質の検討と遊離したイオンの再沈着を出来るだけ少なくするための検討を行う。また抜歯窩に対する骨補填材としての機能の研究のため動物実験を追加して行い、生体内で周囲の細胞に対しどの様な影響を及ぼすかを明確にしていく。さらに齲蝕治療用材料として初年度に計画した自己硬化型アパタイトへの応用を行う。初めに牛歯に窩洞を形成し、再石灰化による歯の修復に応用した際の適合性を検討する。また、最終年度でもあるので、これまでの研究成果をまとめ論文化する。

Causes of Carryover

（理由）材料となる単結晶ナノチューブアパタイトの合成が旨く出来ず、材料が十分確保できなかったことと、研究期間前半に共同実験室の火災の原因究明が出来ず、私の利用しているドラフトの使用に支障が生じて研究が予定通り行えなかったため動物実験のための費用を使用しなかった。
（使用計画）今年度の残金は次年度の研究計画に追加して利用する。特に気孔率の上昇と骨補填材としての利用に関する研究を主として行う。また研究を総括して研究時間を昨年より増加し、現在不十分な部分の研究を追加してこれまでの成果を積極的に学会などで発表する。