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傾斜構造付与によるジルコニア材料高機能化の確立

研究課題

研究課題/領域番号 19K10199
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分57050:補綴系歯学関連
研究機関東北大学

研究代表者

洪 光  東北大学, 歯学研究科, 教授 (70363083)

研究分担者 齋藤 恵一  東北大学, 歯学研究科, 助教 (00178477)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードジルコニア / 傾斜構造 / 骨芽細胞 / オッセオインテグレーション / ドラッグデリバリー
研究開始時の研究の概要

本研究では歯科用インプラントおよび歯牙欠損修復に用いるジルコニア傾斜機能材料の開発を実現すべく、1)ジルコニアの高機能化が可能な傾斜構造付与方法の解明、2)オッセオインテグレーション早期獲得可能なジルコニア傾斜構造の解明、3)ジルコニア傾斜構造によるドラッグデリバリー機能付与の解明、4)ジルコニア傾斜構造による破壊靭性、接着性、加工性(切削性)・審美性の向上について解明し、社会実装へのトランスレーショナル研究、産学連携での新規材料開発へ繋ぐ非臨床POC (Proof of Concept)を獲得することを目的とする。

研究成果の概要

本研究の目的はジルコニア材料への傾斜構造付与方法の確立により、生体活性および機械的特性の向上を実現し、高機能歯科用ジルコニア材料の開発に繋がる基礎研究を為すことである。本研究ではジルコニアの表面に対する各種処理および各種生体活性物質が骨芽細胞、歯肉線維芽細胞の増殖、分化に及ぼす影響、細胞毒性について検討を行った。その結果、電気化学的処理により材料表面の生体活性向上が可能であり、生体活性物質は骨芽細胞分化増殖にポジティブに影響を及ぼすと共に、細胞毒性は認められず、一定の抗菌性と歯肉線維芽細胞の分化を促進できることが認められた。これらの結果は高機能歯科用ジルコニア材料の開発に寄与するものである。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果は、斬新の電気化学的手法を歯科用セラミック系材料に応用することによりメタルフリー歯科用インプラント材表面生体活性を向上する事ができ、オッセオインテグレーション早期獲得に優位に働く表面改質が可能であることが示唆された。さらに、ジルコニア表面に植物由来生体活性有効成分を含有させることにより、治療効果を向上できる可能性も確認された。これらにより、インプラント周囲の組織再生を促進し、オッセオインテグレーションの早期獲得できる新規材料開発を可能とするエビデンスが得られた。本研究は世界初の挑戦であり、患者のQOL向上のみならず、日本歯科産業の世界展開の観点からも社会的意義は高いと考えられる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

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

  • [国際共同研究] 北京大学/四川大学/香港大学(中国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] 北京大学/四川大学/福建医科大学(中国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Airlangga University(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Peking University/Sichuan University/Tianjin Medical University(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Airlangga University(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Editorial: Biofunctional Applications of Zirconia in Dental Devices.2022

    • 著者名/発表者名
      G Hong*, JK-H Tsoi, JM Han.
    • 雑誌名

      Front. Dent. Med.

      巻: 3 ページ: 1430-1430

    • DOI

      10.3389/fdmed.2022.841120

    • 関連する報告書
      2021 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] Artificial Intelligence in Biomedical Applications of Zirconia.2021

    • 著者名/発表者名
      Luo F, Hong G, Wan Q.
    • 雑誌名

      Front Dent Med

      巻: 2 ページ: 689288-689288

    • DOI

      10.3389/fdmed.2021.689288

    • 関連する報告書
      2021 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] Surface Modifications for Zirconia Dental Implants: A Review2021

    • 著者名/発表者名
      Sun L, Hong G.
    • 雑誌名

      Front. Dent. Med.

      巻: 2 ページ: 733242-733242

    • DOI

      10.3389/fdmed.2021.733242

    • 関連する報告書
      2021 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] Effects of low-temperature degradation on the surface roughness of Y-TZP ceramics: A systematic review and meta-analysis2021

    • 著者名/発表者名
      H Yang, DW Hong, G Hong, H Yu
    • 雑誌名

      J Prosthet Dent

      巻: 25 号: 2 ページ: 222-230

    • DOI

      10.1016/j.prosdent.2020.01.005

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The effect of syndecan on osteoblastic cell adhesion onto nano-zirconia surface2020

    • 著者名/発表者名
      L Sun, G Hong, H Matsui, YJ Song, K Sasaki
    • 雑誌名

      Int J Nanomed

      巻: 15 ページ: 5061-5072

    • DOI

      10.2147/ijn.s263053

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] How to make bio-active surface on Zirconia?2019

    • 著者名/発表者名
      G. Hong
    • 学会等名
      The International Cooperation Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] How to make bio-active surface on Zirconia?2019

    • 著者名/発表者名
      G. Hong
    • 学会等名
      Prosthodontic Update 5
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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