| 研究課題/領域番号 |
19K22991
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分90:人間医工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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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)
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| 研究分担者 |
宮治 裕史 北海道大学, 大学病院, 講師 (50372256)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | レーザー / エナメル質 / アパタイト / コーティング / フッ素 / 過飽和溶液 / バイオミネラリゼーション / 成膜 / エナメル / 抗菌 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
過飽和液中レーザー照射法によるアパタイト成膜技術を、ヒト歯牙由来のエナメル質基材およびエナメル質初期う蝕モデルに適用する。具体的には、フッ素添加リン酸カルシウム過飽和溶液中に上記の基材を浸漬し、種々の条件下でパルスレーザー光を照射することで、フッ素置換水酸アパタイトの迅速成膜を図る。生成膜の物性・機能を評価し、照射条件設定にフィードバックすることで、成膜条件を最適化していく。以上により、ヒトエナメル質の表面に、耐酸性・抗菌性・膜強度に優れたフッ素置換アパタイト（強化エナメル）を迅速成膜するための技術を確立し、エナメル質初期う蝕治療における本法の有効性を基礎実証する。
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| 研究成果の概要 |
研究代表者らは近年、リン酸カルシウム過飽和溶液中でのレーザー照射プロセス（過飽和液中レーザー照射法）に基づくアパタイト成膜技術を開発した。本研究では、この成膜技術をヒト歯牙由来のエナメル質基材に適用した。基材への前処理条件ならびに照射条件を検討・最適化した結果、わずか3分のレーザー照射によって、エナメル質基材の表面にフッ素含有アパタイト結晶層（厚さ約1.5マイクロメートル）を形成させることができた。得られた表面層は、エナメル質アパタイトの結晶軸方位を受け継ぎ、基材表面に対し垂直方向にc軸配向した針状ナノ結晶群からなるエナメル様のフッ素含有アパタイト結晶層であった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
歯の最表面のエナメル質は、緻密に配向集積したアパタイト針状ナノ結晶からなる硬組織である。エナメル質の溶解はう蝕の原因となることから、アパタイトへのフッ素添加による耐溶解性向上を目的に、フッ素入り歯磨粉や歯面塗布剤等が使用される。本研究では、研究代表者らの過飽和液中レーザー照射法により、ヒトエナメル質基材の表面にフッ素含有アパタイト結晶層を迅速形成できることを実証した。得られた表面層はエナメル様の配向針状ナノ結晶からなり、フッ素を高濃度に含有していたことから、本法を、う蝕予防効果を持つ耐溶解性歯面の人工構築に応用できる可能性がある。
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