| Project/Area Number |
22K10278
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 57070:Developmental dentistry-related
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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, 教授 (20305915)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | バイオガラス / ナノ粒子 / ペプチド / フォルダマー / クラウンエーテル |
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| Outline of Research at the Start |
バイオガラスは石灰化反応においてミネラルの供給源となりうるが、ナノ粒子化することによりさらなる高機能材料への応用展開が期待できる。ペプチドなどの低分子のユニットを繰り返し連結させ、自由に人工構造と結合させた分子であるフォルダマーは、ドラッグデリバリーなど新たな機能性材料として期待されている。本研究では、バイオガラスナノ粒子によるエナメル質の再石灰化機能を向上させるため、低分子のペプチドフォルダマーとの複合体を創製し、ミネラルとの結合性、分解および結晶形成能の向上を試みる。さらに、バイオガラスナノ粒子とクラウンエーテルの複合体を創製し、選択的ミネラルの包摂特性を光照射により制御することを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではバイオガラスナノ粒子（BGNP）によるエナメル質の再石灰化機能を向上させるため、ペプチドフォルダマーとの複合体を創製し、ミネラルとの結合性、分解および結晶形成能の向上を試みる。さらに、BGNPとクラウンエーテルの複合体を創製し、選択的ミネラルの包摂特性を光照射により制御することを目指した。
BGNPと各種ペプチドフォルダマー（ピリジンをベースにCaを結合する）を合成し、形態観察や構造評価を行った。核磁気共鳴（NMR）とフーリエ変換赤外分光（FTIR）によって各フォルダマーの特性を評価した。BGNPはゾルゲル法で合成し、FTIRとエックス線回折により特性を評価した。走査型電子顕微鏡（SEM）と透過型電子顕微鏡（TEM）を用いてBGNPを観察した。3-アミノプロピルトリエトキシシラン（ATPS）を用いてBGNPに表面官能基を付与することにより機能化をはかり、SEM観察とエネルギー分散型X線分光法（EDS）による組成分析、XRDおよびX線光電子分光法（XPS）による特性評価を行った。
NMRとFTIR測定により、異なる位置にピリジンを持つ5つのフォルダマー（F1, F2, F3, F4, F5）の構造を確認した。XRDによりBGNPのアモルファス構造が確認され、EDSでは組成（SiO2：CaO：NaO2：SrO：P2O5 = 46.1:19.3:27.0:5:2.6 mol%）が確認された。フォルダマーによるBGNP表面の機能化について、EDSおよびXPSにより調べた。SEMでは板状の構造が確認され、フォルダマーが表面に固定化されていることが確認された。XRDでは、機能化後もアモルファスが維持されていることを確認した。
ナノインデンテーション試験による脱灰エナメル質の再石灰化試験では、F1が有意に高い機械的特性の回復を示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
昨年度、再石灰の評価のために利用しているナノインデンテーション試験機が故障し、確認作業と修理に長期間を要したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度行う予定であったバイオガラスとペプチドフォルダマー複合体による脱灰エナメル質の再石化について、ナノインデンテーション試験を再開し、再石灰化後の試料の分析も行う。さらに、クラウンエーテルとバイオガラスナノ粒子の複合体を創成し、光異性を利用したイオンの放出とチャージの制御を試みる。
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