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インプラント周囲炎抑制のための軟組織との接着を可能にする表面改質プロセスの確立

研究課題

研究課題/領域番号 17K06074
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生産工学・加工学
研究機関東北大学

研究代表者

水谷 正義  東北大学, 工学研究科, 准教授 (50398640)

研究分担者 菅野 太郎  東北大学, 歯学研究科, 教授 (30302160)
中村 圭祐  東北大学, 歯学研究科, 准教授 (30431589)
早川 徹  鶴見大学, 歯学部, 教授 (40172994)
廣田 正嗣  鶴見大学, 歯学部, 学部助手 (50734860)
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
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードレーザ加工 / 表面改質 / 歯科インプラント / 細胞親和性 / 生体適合性 / 抗菌性 / 生体親和性 / インプラント / テクスチャリング
研究成果の概要

歯の健康は生活の質(QOL)向上に密接な関係がある.歯の健康を維持する方法の一つとしてインプラント治療によって欠損歯を補綴することが行われているが,この方法では細菌感染による炎症が問題になっている.この課題に対し,本研究ではレーザ加工により材料表面の微細構造と化学的性質変化を同時に行うことで,生体適合性と細菌付着抑制の性質-疎水性,光触媒能など-を両立したインプラントにとって理想的な機能性表面の創成を目指した.その結果,細菌付着抑制効果と細胞の成長促進に適切な表面形状(構造)について明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在,インプラント治療で問題となっている細菌感染への対応が求められているが,解決策の確立には至っていない.この課題に対し,本研究では薬剤耐性菌の存在が世界的に問題視される中,薬剤を用いることなく細菌感染抑制を検討した点と,同一表面に対して細菌と骨芽細胞様細胞を用いた評価を行い,溝形状が細菌付着抑制かつ生体適合性を両立する機能性表面創成の可能性を示した点において医-工学的に意義深いものである.なお,本研究の継続により溝形状と細菌・骨芽細胞様細胞との関係性をより詳細に調査することで,さらなる性能向上が期待できる.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 4件)

  • [国際共同研究] Fraunhofer IPT(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Florida(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Fraunhofer IPT(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Florida(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Fraunhofer IPT(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 生体・医療材料の最前線2019

    • 著者名/発表者名
      MIZUTANI Masayoshi、OTSUKA Yuichi、KIKUCHI Shoichi
    • 雑誌名

      材料

      巻: 68 号: 9 ページ: 723-729

    • DOI

      10.2472/jsms.68.723

    • NAID

      130007709595

    • ISSN
      0514-5163, 1880-7488
    • 年月日
      2019-09-15
    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Cortical bone response toward nanosecond-pulsed laser-treated zirconia implant surfaces2019

    • 著者名/発表者名
      Hirota M, Harai T, Ishibashi S, Mizutani M, Hayakawa T.
    • 雑誌名

      Dental Materials Journal

      巻: 38 号: 3 ページ: 444-451

    • DOI

      10.4012/dmj.2018-153

    • NAID

      130007657711

    • ISSN
      0287-4547, 1881-1361
    • 年月日
      2019-05-29
    • 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] ナノ秒パルスレーザによるジルコニアインプラントへの生体適合性付与:微細溝の創成および熱影響の検討2019

    • 著者名/発表者名
      Harai Tomohiro、Hirota Masatsugu、Hayakawa Tohru、Shimada Keita、Mizutani Masayoshi、Kuriyagawa Tsunemoto
    • 雑誌名

      日本金属学会誌

      巻: 83 号: 2 ページ: 37-45

    • DOI

      10.2320/jinstmet.J2018043

    • NAID

      130007556853

    • ISSN
      0021-4876, 1880-6880, 2433-7501
    • 年月日
      2019-02-01
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Control of short-pulsed laser induced periodic surface structures with machining - Picosecond laser micro/nanotexturing with ultraprecision cutting2019

    • 著者名/発表者名
      Kodama Shuhei、Suzuki Shinya、Hayashibe Kazuya、Shimada Keita、Mizutani Masayoshi、Kuriyagawa Tsunemoto
    • 雑誌名

      Precision Engineering

      巻: 55 ページ: 433-438

    • DOI

      10.1016/j.precisioneng.2018.10.013

    • 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] Effect of hydroxy groups and microtopography generated by a nanosecond-pulsed laser on pure Ti surfaces2019

    • 著者名/発表者名
      Yuta Kurashina、Atsushi Ezura、Ryo Murakami、Masayoshi Mizutani、Jun Komotori
    • 雑誌名

      Journal of Materials Science: Materials in Medicine

      巻: 30, Articla57 ページ: 1-9

    • 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] Control of short-pulsed laser induced periodic surface structures with machining -picosecond laser nanotexturing with magnetic abrasive finishing-2019

    • 著者名/発表者名
      Kodama S.、Yamaguchi H.、Shimada K.、Mizutani M.、Kuriyagawa T.
    • 雑誌名

      Precision Engineering

      巻: 60 ページ: 428-436

    • DOI

      10.1016/j.precisioneng.2019.06.015

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] Design of Bio-Functional Porous Structure Adopting Metal Additive Manufacturing -Effects of the Porosity and Its Orientation on the Mechanical Property-2019

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Mizutani、Shinji Ishibashi、Takumi Mizoi、Masaki Tsukuda、Keita Shimada、Shoichi Kikuchi、Yoshikazu Nakai、Tsunemoto Kuriyagawa
    • 学会等名
      First European Conference on Structural Integrity of Additively Manufactured Materials (ESIAM19)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of Pore Morphology in Porous Metal Manufactured via Selective Laser Melting2019

    • 著者名/発表者名
      Shinji Ishibashi、Masataka Chuzenji、Takumi Mizoi、Masaki Tsukuda、Hidekazu Maehana、Keita Shimada、Masayoshi Mizutani、Tsunemoto Kuriyagawa
    • 学会等名
      8th International Conference of Asian Society for Precision Engineering and Nanotechnology (ASPEN 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Wettability and Osteoblast-Like Cell Behavior on Zirconia Surface Irradiated with Nanosecond Pulsed Laser2019

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Harai、Keita Shimada、Masayoshi Mizutani、Satomi Oizumi、Keisuke Nakamura、Masatsugu Hirota、Tohru Hayakawa、Hitoshi Ohmori、Tsunemoto Kuriyagawa
    • 学会等名
      The 22nd International Symposium on Advances in Abrasive Technology (ISAAT 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高機能性インプラントの実現を目指した根状多孔質構造体の創成2019

    • 著者名/発表者名
      溝井琢巳、石橋信治、中善寺優昴、佃将希、前花英一、金高弘恭、佐々木理、嶋田慶太、水谷正義、厨川常元
    • 学会等名
      2019年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 金属積層造形による根状多孔質構造体に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      中善寺優昴、石橋信治、溝井琢巳、嶋田慶太、水谷正義、厨川常元
    • 学会等名
      2019年砥粒加工学会先進テクノフェア(ATF2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] レーザ照射ジルコニアの黒化と制御2019

    • 著者名/発表者名
      原井智広、水谷正義
    • 学会等名
      日本材料科学会 第2回北海道・東北支部 材料科学コロキウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 選択的レーザ溶融法による根状多孔質構造体の創成2019

    • 著者名/発表者名
      中善寺優昴、石橋信治、溝井琢巳、前花英一、嶋田慶太、水谷正義、厨川常元
    • 学会等名
      2019年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 選択的レーザ溶融法により作製した3D積層造形Ti-6Al-4V合金の4点曲げ疲労特性に及ぼすレーザ走査条件の影響2019

    • 著者名/発表者名
      大崎航平、菊池将一、中井善一、石橋信治、嶋田慶太、水谷正義、厨川常元
    • 学会等名
      日本機械学会 M&M材料力学カンファレンス2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Improvement of biocompatibility by nanosecond pulsed laser2018

    • 著者名/発表者名
      Harai Tomohiro、Hirota Masatsugu、Hayakawa Tohru、Shimada Keita、Mizutani Masayoshi、Kuriyagawa Tsunemoto
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Micro/Nano Mechanical machining and Manufacturing
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ナノ秒パルスレーザ照射によるジルコニアインプラントの表面改質に関する基礎的検討2018

    • 著者名/発表者名
      原井智広、廣田正嗣、早川徹、嶋田慶太、水谷正義、厨川常元
    • 学会等名
      2018年度精密工学会東北支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] レーザ照射によるチタン酸化皮膜の結晶構造制御に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      瀧田千秋、原井智広、嶋田慶太、水谷正義、厨川常元
    • 学会等名
      2018年度精密工学会東北支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ナノ秒パルスレーザによる ジルコニア製インプラントへの生体親和性付与 ~レーザ照射による微細凹凸の付与および熱影響の検討~2017

    • 著者名/発表者名
      原井智広, 廣田正嗣, 早川徹, 嶋田慶太, 水谷正義, 厨川常元
    • 学会等名
      日本材料学 第66期通常総会・会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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