| Project/Area Number |
20K10025
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 57050:Prosthodontics-related
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
HIRATA Eri 北海道大学, 歯学研究院, 助教 (10722019)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横山 敦郎 北海道大学, 歯学研究院, 教授 (20210627)
高野 勇太 北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (60580115)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
|
|---|
| Keywords | ナノカーボン / インプラント周囲炎 / 骨 / インプラント / カーボンナノホーン / カーボンナノチューブ / 近赤外光 / 光線力学療法 / 光温熱効果 / 抗菌作用 / 光増感剤 / カーボンナノ物質 / DDS / 光応答性 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
単層CNT (Single-Walled Carbon Nanotubes: SWNTs)は，近赤外光を照射すると一重項酸素を発生させる光線力学作用と熱を発生させる光温熱作用の相乗効果をもたらすという特徴を持つ．本研究では，光応答性インプラント体表面にSWNTsを強固に固着し，上記のSWNTsの特徴を用いて，インプラント周囲炎に対して近赤外光照射による抗菌効果を発揮する，革新的な「光応答性CNTインプラント」を開発する．
|
| Outline of Final Research Achievements |
Carbon nanomaterials (CNMs) have excellent properties for biomedical use. Previous studies showed potential for dental implant applications, but treating peri-implantitis remains challenging.
This research developed: 1) Bone-conductive CNH/TiO2 coatings, 2) CNT membranes, 3) Antimicrobial CNH/antibiotic composites, 4) Photodynamic antimicrobial CNH/photosensitizer composites.
Evaluations showed: 1) CNH/TiO2 enhanced bone conductivity over uncoated titanium. 2) CNT membranes promoted osteoblast growth and bone formation. 3) Antibiotic/CNH composites exhibited potent antimicrobial activity enhanced by near-infrared light. 4) Photosensitizer/CNH generated singlet oxygen for strong photodynamic antimicrobial effects.These unique CNM-based materials show potential for improving dental implant integration and combating infections.
|
| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究で開発したカーボンナノ材料を利用した革新的なインプラント材料は、従来材料の課題を克服する可能性を秘めている。骨伝導性に優れるCNHコーティングチタンは、早期の骨親和性を実現し、CNTメンブレンは効率的な骨再生を促進する。一方、抗生物質やフォトセンサー分子との複合化によりインプラント周囲炎に対する新たな治療法の開発が期待できる。これらの材料は、インプラント治療の成功率向上と合併症リスク低減に寄与し、患者のQOL向上が見込まれる。さらに抗菌材料の応用範囲は、医療分野にとどまらず、環境や食品分野などへも広がる可能性がある。
|
