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歯科用傾斜機能材料の実用化研究

研究課題

研究課題/領域番号 05557087
研究種目

試験研究(B)

配分区分補助金
研究分野 保存治療系歯学(含放射線形歯学)
研究機関北海道大学

研究代表者

亘理 文夫  北海道大学, 歯学部, 教授 (70158682)

研究分担者 西本 武雄  神戸製鋼所(株), 技術部・第二技術室, 次長
大川 昭治  北海道大学, 歯学部, 助手 (40001945)
近藤 清一郎  北海道大学, 歯学部, 助教授 (80018431)
塙 隆夫  北海道大学, 歯学部, 助手 (90142736)
研究期間 (年度) 1993 – 1994
研究課題ステータス 完了 (1994年度)
配分額 *注記
12,400千円 (直接経費: 12,400千円)
1994年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
1993年度: 12,000千円 (直接経費: 12,000千円)
キーワード傾斜機能材料 / インプラント / 原子間力顕微鏡 / チタン / アパタイト / 生体親和性 / 動物実験 / その場観察 / 歯科用インプラント / 人工歯根 / CIP
研究概要

傾斜機能材料の概念を歯科へ応用し実用化するために作製方法の確立、材料の選択、強度特性試験、ミクロ分析による状態分析・濃度勾配の測定の基礎研究の後、歯科用インプラント(人工歯根)としての臨床応用を行う上でまず問題になる生体為害性、骨親和性評価のために動物実験を行った。また傾斜機能人工歯根や天然歯の各種環境下での挙動を観察するために原子間力顕微鏡観察を適用し歯質のエッチング過程の基礎的知見を得た。
1.アパタイト(HAP)材料の選択- HAPにはカラム吸着用の試薬(和光純薬)と1150℃焼成後粉砕して得られた粉末(住友セメント)の2種類を用い比較した。試薬を用いた際は加圧成形時の収縮が大きいこと、焼結作製後、遅発崩壊が起きるものがあり、難点であったが、大気中、焼結粉砕した定比組成のものを採用することにより解決できた。
2.ミクロ分析- レーザー顕微鏡、SEM、原子間力顕微鏡による観察とEPMA元素分析、顕微FT-IRによる官能基状態分析、微小領域X線回折による結晶構造同定を行った。
3.ミニチュア傾斜機能材料の作製- ラットに埋入できる大きさは限られており、人間用インプラント試験片(6.1φx15mm)は大きすぎるので微小試験片(2φx10mm)を新たに作製した。シリコーンゴム型や肉厚0.75mmのナルゲンパイプではCIP後、減圧時に生ずる弾性回復のため成型体が小片に分割破壊することが避けられなかった。肉厚0.3mmの薄肉ポリマーパイプを用いることにより一体の成型体として取り出すことが可能になった。
4.動物実験- 4週間、ラット大腿骨の骨髄腔内に埋入した試験片周囲の組織にはTi100%材,Ti/20HAP,Ti/30HAP傾斜材のいずれも炎症反応は認められず、生体親和性を有すると考えられた。Ti100%材では表面に線維性結合組織を介して新生骨が形成されているのに対し、Ti/20HAP,Ti/30HAPの傾斜材では新生骨が直接材料表面に接している領域が多く、Ti100%材よりも骨親和性にすぐれていると認められた。また新生骨が直接材料表面と接する領域の比率はTi/20HAPよりもTi/30HAP材のほうが大きかった。
5.原子間力顕微鏡(AFM)による歯質・アパタイトの酸処理液中観察- 溶液中観察が可能なAFMの特徴を応用し、接着性改善のために歯科臨床で行われる歯質のエッチングプロセスを酸処理溶液中で連続的に観察した。ヒトエナメル質、象牙質の同一試料・視野について大気中、水中、処理液(10%ポリアクリル酸、10%クエン酸、2%リン酸)の順に観察した。酸処理液中浸漬後、1分以内に研磨時発生した表層スミア層が除去され、エナメル小柱、象牙質が現れた。歯質の主成分であるアパタイトは引き続き反応溶解し、脱灰が進行した。脱灰作用は強い順からリン酸>クエン酸>ポリアクリル酸であった。

報告書

(3件)
  • 1994 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1993 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (41件)

  • [文献書誌] 亘理文夫: "傾斜機能人工歯根" セラミッックス. 29(3). 191-193 (1994)

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  • [文献書誌] 亘理文夫: "試作歯科用傾斜機能材料のミクロ分析" 第7回歯科チタン研究会講演抄録集. 55-56 (1994)

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  • [文献書誌] F. WATARI: "Titanium-based functionally gradient materials for dentistry" Trans. 2nd Int. Cong. Dental Materials. 288- (1993)

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  • [文献書誌] 高橋秀直: "歯科用傾斜機能材料の研究-チタン-アパタイト,チタン-ジルコニア傾斜材の強度特性" 歯科材料・器械. 12(5). 595-612 (1993)

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  • [文献書誌] 亘理文夫: "人工歯根型傾斜機能材料の顕微鏡観察分析" 日本金属学会第113回大会講演概要. 128 (1993)

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  • [文献書誌] 亘理文夫: "歯科用チタン系傾斜機能材料の試作" 第31回セラミックス基礎科学討論会講演要旨集. 205 (1993)

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  • [文献書誌] Fumio WATARI: "Functionally Gradient Dental Implant Composed of Titanium and Hydroxyapatite" Proc. 3rd Int. Symp. on Structural & Functional Gradient Materials. 191-193 (1994)

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  • [文献書誌] 下河邊宏功: "原子間力顕微鏡による大気中,水中および酸処理液中におけるヒトエナメル質および象牙質の観察" 日本歯科保存学雑誌. 37(5). 1379-1391 (1994)

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  • [文献書誌] 亘理文夫: "歯科材料の表面処理と新顕微鏡観察" 表面技術協会第90回講演大会講演要旨集. 241-244 (1994)

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  • [文献書誌] 亘理文夫: "歯科材料の原子間力顕微鏡観察" 平成5年度冬季日本鉄鋼協会・日本金属学会両北海道支部合同講演会概要集. 9- (1994)

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  • [文献書誌] 亘理文夫: "歯科への超高圧の応用と顕微鏡観察分析" 北海道歯学雑誌. 15(1). 213- (1994)

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  • [文献書誌] 小林洋一: "原子間力顕微鏡によるエナメル質、象牙質の液中観察" 日本歯科理工学会北海道・東北支部夏期セミナー講演要旨集. 2- (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小林洋一: "各種前処理による象牙質のAFMおよびSEM観察" 日本歯科保存学雑誌. 37(秋特). 188- (1994)

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  • [文献書誌] 下河邊宏功: "処理液中おけるヒトエナメル質および象牙質面の原子間力顕微鏡" 日本歯科保存学雑誌. 37(春特). 49- (1994)

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  • [文献書誌] 下河邊宏功: "原子間力顕微鏡によるヒト歯質エッチング過程のその場観察" 平成6年度夏季日本鉄鋼協会・日本金属学会両北海道支部合同講演会概要集. 12- (1994)

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  • [文献書誌] 大島仁知: "原子間力顕微鏡を用いた歯質の液中観察" 北海道歯学雑誌. 15(1). 217- (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大島仁知: "歯質の酸処理液中におけるエッチング過程の原子間力顕微鏡観察" 歯科材料・器機. 13(S24). 288-289 (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fumio WATARI and Hideo NAKAMURA :"Solid Solution Hardening by Interstitial Alloying Atoms in Titanium under Heat Treatment for Dentistry I.Effect on Vickers Hardness" J.J.Dent.Mater.12 (1). 84-92 (1993)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F.WATARI,H.TAKAHASHI,S.OHKAWA,T.HANAWA,S.KONDO,T.SUGAWARA: "Titanium-based functionally gradient materials for dentistry" Trans.2nd Int.Cong.Dental MaterialsADM & JSDMD. 288 (1993)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fumio WATARI: "Application of new microscopes for the research of dental materials-confocal laser scanning microscope, SEM,atomic force microscopy-" J.Stomatolog.Soc.Jap.60 (2). 318 (1993)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hidenao TAKAHASHI: "Mechanical properties of functionally gradient dental materials of titanium-apatite and titanium-zirconia for dental use" J.J.Dent.Mater.12 (5). 595-612 (1993)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fumio WATARI: "Functionally Gradient Dental Implant" Bull.Ceramic Soc.Jap.29 (3). 191-193 (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F.WATARI,A.YOKOYAMA,F.SASO,M.UO,T.KAWASAKI: "Functionally Gradient Dental Implant Composed of Titanium and Hydroxyapatite" Proc.3rd Int.Symp.on Structural & Functional Gradient Materials. 1-6 (1995)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.SHIMOKOBE,F.WATARI,Y.OHSHIMA,Y.KOBAYASHI,T.IKEDA,H.KOMATSU: "Atomic force microscopy of human enamel and dentin in air, under water and under etching agents" Jap.J.Conservative Dentistry. 37 (5). 1379-1391 (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fumio WATARAI: "Functionally Gradient Dental Implant Composed of Titanium and Hydroxyapaatite" Proc.3rd Int.Symp.on Structural & Functional Gradiernt Materials. 191-193 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 下河邊宏功: "原子間力顕微鏡による大気中,水中および酸処理液中におけるヒトエメナル質および象牙質の観察" 日本歯科保存学雑誌. 37(5). 1379-1391 (1994)

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      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 亘理文夫: "歯科材料の表面処理と新顕微鏡観察" 表面技術協会第90回講演大会講演要旨集. 241-244 (1994)

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      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 亘理文夫: "歯科材料の原子間力顕微鏡観察" 平成5年度冬季日本鉄鋼協会・日本金属学会両北海道支部合同講演会概要集. 9 (1994)

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      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 亘理文夫: "歯科への超高圧の応用と顕微鏡観察分析" 北海道歯学雑誌. 15(1). 213 (1994)

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  • [文献書誌] 小林洋一: "各種前処理剤による象牙質処理面のAFMおよびSEM観察" 日本歯科保存学雑誌. 37(秋特). 118 (1994)

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      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 下河邊宏功: "原子間力顕微鏡によるヒト歯質エッチング過程のその場観察" 平成6年度夏季日本鉄鋼協会・日本金属学会両北海道支部合同講演会概要集. 12 (1994)

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      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 大島仁知: "原子間力顕微鏡を用いた歯質の液中観察" 北海道歯学雑誌. 15(1). 217 (1994)

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      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 亘理文夫: "傾斜機能人工歯根" セラミックス. 29(3). 191-193 (1994)

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      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 亘理文夫: "試作歯科用傾斜機能材料のミクロ分析" 第7回歯科チタン研究会講演抄録集. 55-56 (1994)

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      1993 実績報告書
  • [文献書誌] F.WATARI: "Titanium-based functionally gradient materials for dentistry" Trans.2nd Int.Cong.Dental Materials. 288 (1993)

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      1993 実績報告書
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      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 亘理文夫: "歯科用チタン系傾斜機能材料の試作" 第31回セラミックス基礎科学討論会講演要旨集. 205 (1993)

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      1993 実績報告書

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公開日: 1993-04-01   更新日: 2016-04-21  

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