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アパタイトナノ複合膜のレーザー迅速成膜による高機能化歯面の構築と歯周治療応用

研究課題

研究課題/領域番号 17H02093
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

大矢根 綾子  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究グループ長 (50356672)

研究分担者 奈良崎 愛子  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (40357687)
宮治 裕史  北海道大学, 大学病院, 講師 (50372256)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2019年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2018年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2017年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワードアパタイト / レーザー / 象牙質 / 過飽和溶液 / コーティング / フィブロネクチン / フッ素 / リン酸カルシウム / 転写 / 成膜 / りん酸カルシウム / 生体材料 / 表面・界面物性 / ナノバイオ / 移植・再生医療 / 歯学 / 歯周組織
研究成果の概要

アパタイト(歯の主成分)と生理活性物質のナノ複合膜を迅速成膜するための、2種類のレーザー技術[(1) 過飽和液中成膜技術、(2) 膜転写技術]の研究開発を行った。数種類の人工材料基材を用いて基礎的な条件検討・成膜機構解明を進め、迅速(30分以内)かつ簡便に、目的の部位にナノ複合膜を成膜する技術を確立した。得られた複合膜が、様々な機能(細胞親和性、抗菌性、耐酸性など)を示すことを各種in vitro試験により明らかにした。さらに、両技術をヒト象牙質基材(インフォームドコンセント後、提供された抜去歯牙より作製)に応用し、歯面へのアパタイト迅速成膜を実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発されたレーザー技術は、迅速性と簡便性、部位特異性を備えたアパタイト成膜技術として、歯面改質等に役立つ可能性がある。例えば、生理活性物質としてフッ素を担持させたアパタイト膜は、耐酸性と抗菌性を併せ示すことから、歯面改質剤として有用と期待される。本研究では、人工材料だけでなくヒト象牙質基材へのアパタイト成膜を実証し、歯面改質への応用可能性を示した。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果発表報告書
  • 研究成果

    (54件)

すべて 2022 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (37件) (うち国際学会 14件、 招待講演 14件) 図書 (1件) 備考 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 過飽和溶液を利用したリン酸カルシウム成膜とバイオメディカル応用2019

    • 著者名/発表者名
      大矢根綾子
    • 雑誌名

      表面と真空

      巻: 62 号: 4 ページ: 217-222

    • DOI

      10.1380/vss.62.217

    • NAID

      130007630435

    • ISSN
      2433-5835, 2433-5843
    • 年月日
      2019-04-10
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 過飽和溶液場を利用したリン酸カルシウム成膜・ナノ粒子合成とバイオメディカル応用2019

    • 著者名/発表者名
      大矢根綾子
    • 雑誌名

      日本女性科学者の会学術誌

      巻: 19 号: 1 ページ: 11-21

    • DOI

      10.5939/sjws.19002

    • NAID

      130007606569

    • ISSN
      1349-4449, 2186-3776
    • 年月日
      2019-03-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Laser-assisted biomineralization on human dentin for tooth surface functionalization2019

    • 著者名/発表者名
      A. Oyane, N. Saito, I. Sakamaki, K. Koga, M. Nakamura, A.J. Nathanael, N. Yoshizawa, K. Shitomi, K. Mayumi, H. Miyaji
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering: C

      巻: 105 ページ: 110061-110070

    • DOI

      10.1016/j.msec.2019.110061

    • NAID

      120007173933

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bioactive micropatterning of apatite immobilizing cell adhesion protein by laser-induced forward transfer with a shock absorber2019

    • 著者名/発表者名
      A. Narazaki, A. Oyane, S. Komuro, R. Kurosaki, T. Kameyama, I. Sakamaki, H. Araki, H. Miyaji
    • 雑誌名

      Optical Materials Express

      巻: 9 号: 7 ページ: 2807-2816

    • DOI

      10.1364/ome.9.002807

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 高度歯科医療のためのリン酸カルシウム薄膜・ナノ粒子の迅速液相合成2019

    • 著者名/発表者名
      大矢根綾子、中村真紀、宮治裕史
    • 雑誌名

      工業材料

      巻: 67 ページ: 59-63

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] バイオミメティック法による細胞接着因子フィブロネクチン担持膜作製とレーザー転写パターニング2019

    • 著者名/発表者名
      奈良崎愛子、大矢根綾子、小室智稀、黒崎諒三、亀山智子、坂巻育子、荒木裕子、海野昌喜、宮治裕史
    • 雑誌名

      電気学会研究会資料(光・量子デバイス研究会・レーザープロセシングと先端技術)

      巻: 7-15 ページ: 25-29

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 細胞接着因子担持アパタイトのレーザー転写パターニング2018

    • 著者名/発表者名
      奈良崎 愛子、黒崎 諒三、亀山 智子、大矢根 綾子、宮治 裕史
    • 雑誌名

      レーザー学会第527回研究会報告「新レーザー技術」

      巻: - ページ: 1-5

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Laser lift-off process for additive micropatterning of functional particles and films2018

    • 著者名/発表者名
      奈良崎 愛子、佐藤 正健、新納 弘之、中田 芳樹、東海林 竜也、坪井 泰之、大矢根 綾子、宮治 裕史
    • 雑誌名

      Proc. of the 2018 IEEE International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science (MHS2018)

      巻: - ページ: 333-337

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Calcium phosphate coating on dental composite resins by a laser-assisted biomimetic process2018

    • 著者名/発表者名
      ARPUTHARAJ Nathanael Joseph、大矢根 綾子、中村 真紀、古賀 健司、西田 絵利香、田中 佐織、宮治 裕史
    • 雑誌名

      Heliyon

      巻: 4 号: 8 ページ: e00734-e00734

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2018.e00734

    • NAID

      120006531997

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Laser-assisted wet coating of calcium phosphate for surface-functionalization of PEEK2018

    • 著者名/発表者名
      大矢根 綾子、中村 真紀、坂巻 育子、清水 禎樹、宮田 さほり、宮治 裕史
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 13 号: 10 ページ: e0206524-e0206524

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0206524

    • NAID

      120006543301

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rapid and area-specific coating of fluoride-incorporated apatite layers by a laser-assisted biomimetic process for tooth surface functionalization2018

    • 著者名/発表者名
      ARPUTHARAJ Nathanael Joseph、大矢根 綾子、中村 真紀、MAHANTI Moumita、古賀 健司、蔀 佳奈子、宮治 裕史
    • 雑誌名

      Acta Biomaterialia

      巻: 79 ページ: 148-157

    • DOI

      10.1016/j.actbio.2018.08.025

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Plasma technologies for the development of innovative orthopedic materials2018

    • 著者名/発表者名
      大矢根 綾子、中村 真紀
    • 雑誌名

      Plasma Medical Science

      巻: Chapter 6.10 ページ: 377-384

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] レーザー転写による物質デリバリーと界面形成2020

    • 著者名/発表者名
      奈良崎愛子、中田芳樹、東海林竜也、坪井泰之、佐藤正健、新納弘之、大矢根綾子、宮治裕史
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Laser-induced forward transfer of bioactive materials with PDMS-based optical stamp2020

    • 著者名/発表者名
      A. Narazaki, A. Oyane, H. Miyaji
    • 学会等名
      SPIE Photonics West 2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Laser-assisted pseudo-biomineralization on human dentin for tooth surface coating2019

    • 著者名/発表者名
      A. Oyane, I. Sakamaki, M. Nakamura, K. Koga, K. Shitomi, K. Mayumi, H. Miyaji
    • 学会等名
      The 13th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies (PACRIM13)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Additive patterning of fibronectin-immobilized apatite micro-chips by laser-induced forward transfer2019

    • 著者名/発表者名
      A. Narazaki, A. Oyane, R. Kurosaki, T. Kameyama, I. Sakamaki, H. Araki, H. Miyaji
    • 学会等名
      The 13th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies (PACRIM13)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 飽和溶液法による表面機能化とバイオメディカル応用2019

    • 著者名/発表者名
      大矢根綾子
    • 学会等名
      2019年日本表面真空学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Laser additive micro-patterning for biomedical applications using laser-induced transfer2019

    • 著者名/発表者名
      A. Narazaki, A. Oyane, H. Miyaji
    • 学会等名
      International Congress on Applications of Lasers & Electro-Optics (ICALEO 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Laser plasma processing for biofunctional surface engineering2019

    • 著者名/発表者名
      A. Oyane
    • 学会等名
      The 12th Asian-European International Conference on Plasma Engineering (AEPSE2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Bio-active patterning of fibronectin-containing apatite by laser-induced forward transfer2019

    • 著者名/発表者名
      A. Narazaki, A. Oyane, H. Miyaji
    • 学会等名
      The 8th International Congress on Laser Advanced Materials Processing (LAMP2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] タンパク質担持リン酸カルシウムのレーザー膜転写技術開発2019

    • 著者名/発表者名
      奈良崎 愛子、大矢根 綾子、小室 智稀、黒崎 諒三、亀山 智子、坂巻 育子、荒木 裕子、宮治 裕史
    • 学会等名
      第13回真空紫外光源およびレーザーアブレーション に関するワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] バイオミメティック法による細胞接着因子フィブロネクチン担持膜作製とレーザー転写パターニング2019

    • 著者名/発表者名
      奈良崎 愛子、大矢根 綾子、小室 智稀、黒崎 諒三、亀山 智子、坂巻 育子、荒木 裕子、海野 昌喜、宮治 裕史
    • 学会等名
      レーザプロセシングと先端技術
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Laser-induced forward transfer of bioactive apatite immobilizing proteins2019

    • 著者名/発表者名
      奈良崎 愛子、黒崎 諒三、亀山 智子、坂巻 育子、荒木 裕子、大矢根 綾子、宮治 裕史
    • 学会等名
      Photonics WEST 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 過飽和液中レーザー照射法を利用したヒト象牙質基材へのフッ素担持アパタイト成膜2019

    • 著者名/発表者名
      大矢根 綾子、坂巻 育子、中村 真紀、古賀 健司、蔀 佳奈子、眞弓 佳代子、宮治 裕史
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2019年年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 液中レーザー法によるリン酸カルシウムナノ粒子および薄膜の製造 -バイオメディカル材料の形成を光でコントロールー2018

    • 著者名/発表者名
      大矢根 綾子、中村 真紀
    • 学会等名
      サステナブル技術連携促進シンポジウム「ヘルスケア」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 細胞接着因子担持アパタイトのレーザー転写パターニング2018

    • 著者名/発表者名
      奈良崎 愛子、黒崎 諒三、亀山 智子、大矢根 綾子、宮治 裕史
    • 学会等名
      レーザー学会第527回研究会 「新レーザー技術」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 細胞接着因子担持アパタイト膜のレーザー転写による生理活性パターニング2018

    • 著者名/発表者名
      小室 智稀、奈良崎 愛子、黒崎 諒三、亀山 智子、大矢根 綾子、海野 昌喜、宮治 裕史
    • 学会等名
      レーザー学会第39回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Calcium phosphate coating on human dentin and composite resin surface by laser-assisted biomimetic process2018

    • 著者名/発表者名
      田中 佐織、宮治 裕史、西田 絵利香、ARPUTHARAJ Nathanael Joseph、中村 真紀、大矢根 綾子、田中 享、井上 哲
    • 学会等名
      20th KACD-JSCD Scientific Joint Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 過飽和液中レーザー照射法による象牙質表面へのフッ素担持アパタイトの迅速成膜2018

    • 著者名/発表者名
      大矢根 綾子、坂巻 育子、中村 真紀、古賀 健司、蔀 佳奈子、眞弓 佳代子、宮治 裕史
    • 学会等名
      第40回日本バイオマテリアル学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Laser lift-off process for additive micropatterning of functional particles and films2018

    • 著者名/発表者名
      奈良崎 愛子、佐藤 正健、新納 弘之、中田 芳樹、東海林 竜也、坪井 泰之、大矢根 綾子、宮治 裕史
    • 学会等名
      29th 2018 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science (MHS2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Supersaturated solution process for the fabrication of calcium phosphate-based hybrids for biomedical applications2018

    • 著者名/発表者名
      大矢根 綾子、中村 真紀
    • 学会等名
      10th US-Japan Hybrid Materials Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 生体に心地よい無機質表面の作り方と歯科応用2018

    • 著者名/発表者名
      大矢根 綾子、ARPUTHARAJ Nathanael Joseph、中村 真紀、宮治 裕史
    • 学会等名
      化学フェスタ2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 無機質による高分子材料の高機能化とバイオメディカル応用2018

    • 著者名/発表者名
      大矢根 綾子
    • 学会等名
      高分子学会九州支部フォーラム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fabrication of multifunctional hybrids for biomedical applications2018

    • 著者名/発表者名
      大矢根 綾子
    • 学会等名
      科学技術振興機構さくらサイエンスプラン The 5th Seminar for Young Researchers
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Apatite coating based on laser-induced forward transfer for dental treatment2018

    • 著者名/発表者名
      奈良崎 愛子、黒崎 諒三、坂巻 育子、大矢根 綾子、宮治裕史
    • 学会等名
      19th International Symposium on Laser Precision Microfabrication (LPM2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 過飽和液中レーザー照射による象牙質表面への迅速リン酸カルシウム成膜2018

    • 著者名/発表者名
      大矢根 綾子、ARPUTHARAJ Nathanael Joseph、中村 真紀、眞弓 佳代子、蔀 佳奈子、宮治 裕史
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第31回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] レーザー転写と超短パルスレーザー加工が創る機能表面と医療応用2018

    • 著者名/発表者名
      奈良崎 愛子、欠端 雅之、屋代 英彦
    • 学会等名
      OPTICS & PHOTONICS International Exhibition 2018 (OPIE'18)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] レーザーパターニング&コーティングの最新技術動向2018

    • 著者名/発表者名
      奈良崎 愛子
    • 学会等名
      OPTICS & PHOTONICS International Exhibition 2018 (OPIE'18)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Fluoride-incorporated apatite coating for tooth surface modification by laser irradiation in supersaturated solutions2018

    • 著者名/発表者名
      大矢根 綾子、ARPUTHARAJ Nathanael Joseph、中村 真紀、蔀 佳奈子、宮治 裕史
    • 学会等名
      30th Symposium and Annual Meeting of the International Society for Ceramics in Medicine (Bioceramics 30)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Acid-resistance and antibacterial properties of laser-processed and fluoride-incorporated apatite layer2018

    • 著者名/発表者名
      蔀 佳奈子、宮治 裕史、ARPUTHARAJ Nathanael Joseph、中村 真紀、大矢根 綾子、菅谷勉
    • 学会等名
      The 104th Annual Meeting of the American Academy of Periodontology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高機能リン酸カルシウム複合膜の液相合成とin vivo組織再生2018

    • 著者名/発表者名
      大矢根綾子
    • 学会等名
      第17回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] リン酸カルシウム系ナノ複合材料の1-pot 液相合成とバイオメディカル応用2018

    • 著者名/発表者名
      大矢根綾子、中村真紀
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体材料の表面機能を操るプラズマ技術2018

    • 著者名/発表者名
      大矢根綾子
    • 学会等名
      2017年度 自然科学研究機構シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 過飽和液中レーザ照射によるフッ素担持アパタイトの迅速成膜2018

    • 著者名/発表者名
      A.Joseph Nathanael, 大矢根綾子(CA,登壇)、中村真紀、蔀佳奈子、宮治裕史
    • 学会等名
      公益社団法人日本セラミックス協会2018年年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 過飽和液中レーザー照射によるフッ素担持リン酸カルシウム成膜と抗菌性評価2017

    • 著者名/発表者名
      A. Joseph NATHANAEL,大矢根 綾子(CA),中村 真紀,蔀 佳奈子,宮治 裕史
    • 学会等名
      第39回日本バイオマテリアル学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] レーザー援用バイオミメティック法によるレジン表面の改変とアパタイト形成能評価2017

    • 著者名/発表者名
      田中佐織、宮治裕史、西田絵利香、A. Joseph NATHANAEL、中村真紀、大矢根綾子、田中 享、飯田俊二、高師則行、井上 哲
    • 学会等名
      第10回日本総合歯科学会総会・学術大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] レーザー照射による焼結水酸アパタイト基材へのフッ素担持リン酸カルシウム成膜と抗菌特性評価2017

    • 著者名/発表者名
      蔀 佳奈子,宮治 裕史,A. Joseph NATHANAEL,中村 真紀, 大矢根 綾子,菅谷 勉
    • 学会等名
      平成29年度(第147回)秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 骨になじませる:有機-無機ナノ複合層コーティングによる骨親和性材料2017

    • 著者名/発表者名
      大矢根綾子
    • 学会等名
      日本化学会秋季事業- 第7回CSJ化学フェスタ2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体活性ナノ材料の迅速形成技術2017

    • 著者名/発表者名
      大矢根綾子、中村真紀
    • 学会等名
      TIRIクロスミーティング2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] 「生体吸収性材料の開発と安全性評価」第2章第3節リン酸カルシウム系足場材料の設計・構築2017

    • 著者名/発表者名
      大矢根綾子
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      技術情報協会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 大矢根の研究

    • URL

      https://staff.aist.go.jp/a-oyane/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
  • [備考] 産業技術総合研究所 奈良崎愛子

    • URL

      https://staff.aist.go.jp/narazaki-aiko/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 北海道大学大学院歯学研究院 歯周病再生治療研究班

    • URL

      https://www.den.hokudai.ac.jp/hozon2/biomate.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] 生理活性物質担持リン酸カルシウム膜のレーザー転写用材とこれを用いて生理活性物質担持リン酸カルシウム膜を転写形成する方法2022

    • 発明者名
      奈良崎 愛子, 大矢根 綾子
    • 権利者名
      国立研究開発法人産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 取得年月日
      2022
    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2024-03-28  

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