10‐MDPとHEMAによるレジンー象牙質接着面ハイブリッド層のバイオメカニクス

• 研究課題/領域番号: 19K24154
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 0907:口腔科学およびその関連分野
• 研究機関: 昭和大学
• 研究代表者: 周 君 昭和大学, 歯学部, 兼任講師 (40846507)
• 研究期間 (年度): 2019-08-30 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 象牙質 / ボンディング層 / 樹脂含浸層 / 力学的特性 / ナノインデンテーション法 / HEMA / 10-MDP / セルフエッチングプライマー / ナノインデンテーション / ボンディング材 / 象牙質-ボンディングレジン含浸層

研究開始時の研究の概要

接着性レジン修復の長期的維持には，象牙質-ボンディングレジン含浸層(ハイブリッド層)の力学的特性が重要である.本研究では，試作のHEMAフリーのあるいは異なる濃度のHEMAと10-MDPを含有したプライマーを試作し象牙質への接着試験を行う.ハイブリッド層の重合率は顕微ラマン分光分析により計測する.ハイブリッド層及びその周囲の力学的特性はナノインデンテーション試験によって評価する.

研究成果の概要

接着剤と象牙質の界面にMDPが存在すると，Ca塩とのイオン結合が生じ樹脂と象牙質の相互拡散領域で硬いナノレイヤーが形成される．化学結合を強化するためにMDPにHEMAや4-METなどのコモノマーが添加されるが，コモノマーは接着剤と象牙質の界面の剛性を低下させる可能性がある．本研究はモジュラスマッピングの貯蔵弾性係数で示される接着剤-象牙質界面の剛性が，HEMAを含むMDPでは4-METを含むMDPより著しく低いことを示した．またナノインデンテーションによりHEMA存在下で接着層がより変形しやすくなることを示した．以上よりMDP系接着剤において4-METはHEMAよりも優れていることが示された．

研究成果の学術的意義や社会的意義

接着剤-象牙質界面でMDP系接着剤にHEMAが存在すると剛性の低下と粘弾性変形が大きく，修復材料の保形性が低下する．4-METはHEMAと比較して、より高い剛性とMDPとの協力的な化学的相互作用の可能性がある。よって，4-MET含有MDP系接着剤は優れた補完剤となる可能性が高い．また4-MET含有MDP系接着剤の保持特性は完全に架橋した重合ネットワークに関連したより硬い接着層により増強される可能性がある．本研究の社会的意義は歯科用接着剤-象牙質界面におけるナノインデンテーションと弾性率マッピング試験の同時実施が，歯科用接着剤の保定特性の良い指標となり材料学的な新しい評価方法となったことである．

研究成果

• [国際共同研究] Tianjin Medical University(中国)
• [国際共同研究] Harvard University(米国)
• [雑誌論文] Emerging mRNA technologies: delivery strategies and biomedical applications (2022)
  • 著者名/発表者名: Xiao Yufen、Tang Zhongmin、Huang Xiangang、Chen Wei、Zhou Jun、Liu Haijun、Liu Chuang、Kong Na、Tao Wei
  • 雑誌名: Chemical Society Reviews 巻: 51 号: 10 ページ: 3828-3845
  • DOI: 10.1039/d1cs00617g
• [雑誌論文] Exercise modifies the disease-relevant gut microbial shifts in post-traumatic osteoarthritis rats (2022)
  • 著者名/発表者名: Hao Xiaoxia、Zhang Jiaming、Shang Xingru、Sun Kai、Zhou Jun、Liu Jiawei、Chi Ruimin、Xu Tao
  • 雑誌名: Bone & Joint Research 巻: 11 号: 4 ページ: 214-225
  • DOI: 10.1302/2046-3758.114.bjr-2021-0192.r1
• [雑誌論文] Emerging biomimetic nanotechnology in orthopedic diseases: progress, challenges, and opportunities (2022)
  • 著者名/発表者名: Zhang Zhongyang、Zhou Jun、Liu Chuang、Zhang Jiaming、Shibata Yo、Kong Na、Corbo Claudia、Harris Mitchel B.、Tao Wei
  • 雑誌名: Trends in Chemistry 巻: 4 号: 5 ページ: 420-436
  • DOI: 10.1016/j.trechm.2022.02.002
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Osteocytes in bone aging: Advances, challenges, and future perspectives (2022)
  • 著者名/発表者名: Cui Jiarui、Shibata Yo、Zhu Tianmin、Zhou Jun、Zhang Jiaming
  • 雑誌名: Ageing Research Reviews 巻: 77 ページ: 101608-101608
  • DOI: 10.1016/j.arr.2022.101608
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Minimally invasive nanomedicine: nanotechnology in photo-/ultrasound-/radiation-/magnetism-mediated therapy and imaging (2022)
  • 著者名/発表者名: Ouyang Jiang、Xie Angel、Zhou Jun、Liu Runcong、Wang Liqiang、Liu Haijun、Kong Na、Tao Wei
  • 雑誌名: Chemical Society Reviews 巻: 51 号: 12 ページ: 4996-5041
  • DOI: 10.1039/d1cs01148k
• [雑誌論文] Identification of mechanics-responsive osteocyte signature in osteoarthritis subchondral bone (2022)
  • 著者名/発表者名: Zhou Jun、He Zhiyi、Cui Jiarui、Liao Xiaoling、Cao Hui、Shibata Yo、Miyazaki Takashi、Zhang Jiaming
  • 雑誌名: Bone & Joint Research 巻: 11 号: 6 ページ: 362-370
  • DOI: 10.1302/2046-3758.116.bjr-2021-0436.r1
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A multifunctional nanotheranostic agent potentiates erlotinib to EGFR wild-type non-small cell lung cancer (2022)
  • 著者名/発表者名: Wang Duo、Zhou Jun、Fang Weimin、Huang Cuiqing、Chen Zerong、Fan Meng、Zhang Ming-Rong、Xiao Zeyu、Hu Kuan、Luo Liangping
  • 雑誌名: Bioactive Materials 巻: 13 ページ: 312-323
  • DOI: 10.1016/j.bioactmat.2021.10.046
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Non‐Invasive Thermal Therapy for Tissue Engineering and Regenerative Medicine (2022)
  • 著者名/発表者名: Li Longfei、Zhang Xiaodi、Zhou Jun、Zhang Liqun、Xue Jiajia、Tao Wei
  • 雑誌名: Small 巻: 18 号: 36 ページ: 2107705-2107705
  • DOI: 10.1002/smll.202107705
• [雑誌論文] Unbiased comparison and modularization identify time-related transcriptomic reprogramming in exercised rat cartilage: Integrated data mining and experimental validation (2022)
  • 著者名/発表者名: Cui Jiarui、Shibata Yo、Itaka Keiji、Zhou Jun、Zhang Jiaming
  • 雑誌名: Frontiers in Physiology 巻: 13 ページ: 974266-974266
  • DOI: 10.3389/fphys.2022.974266
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A facile and general method for synthesis of antibiotic-free protein-based hydrogel: Wound dressing for the eradication of drug-resistant bacteria and biofilms (2022)
  • 著者名/発表者名: Ouyang Jiang、Bu Qingyue、Tao Na、Chen Mingkai、Liu Haijun、Zhou Jun、Liu Jinggong、Deng Bo、Kong Na、Zhang Xingcai、Chen Tianfeng、Cao Yihai、Tao Wei
  • 雑誌名: Bioactive Materials 巻: 18 ページ: 446-458
  • DOI: 10.1016/j.bioactmat.2022.03.033
• [雑誌論文] Predicted disease-specific immune infiltration patterns decode the potential mechanisms of long non-coding RNAs in primary Sjogren's syndrome (2021)
  • 著者名/発表者名: Caiqi Cheng, Jun Zhou, Ruiying Chen, Yo Shibata, Reina Tanaka, Jun Wang, Jiaming Zhang
  • 雑誌名: Frontiers in Immunology 巻: 12 ページ: 1-12
  • DOI: 10.3389/fimmu.2021.624614
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Glucose-responsive oral insulin delivery platform for one treatment a day in diabetes (2021)
  • 著者名/発表者名: Yufen Xiao, Zhongmin Tang, Xiangang Huang, John Joseph, Wei Chen, Chuang Liu, Jun Zhou, Na Kong, Nitin Joshi, Jianzhong Du, Wei Tao
  • 雑誌名: Cell Press 巻: 4 号: 10 ページ: 3269-3285
  • DOI: 10.1016/j.matt.2021.08.011
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Biomaterials and nanomedicine for bone regeneration: Progressandfutureprospects (2021)
  • 著者名/発表者名: Jun Zhou, Zhongyang Zhang, John Joseph, Xingcai Zhang, Bijan Emiliano Ferdows, Dylan Neal Patel, Wei Chen, Giuseppe Banfi, Roberto Molinaro, Donato Cosco, Na Kong, Nitin Joshi, Omid C. Farokhzad, Claudia Corbo, Wei Tao
  • 雑誌名: Exploration 巻: 1 号: 2 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1002/exp.20210011
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] High-resolution mechanical mapping of the adhesive?dentin interface: The effect of co-monomers in 10-methacryloyloxydecyl dihydrogen phosphate (2021)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Shinpei、Zhou Jun、Wurihan、Shimomura Naofumi、Kataoka Yu、Watanabe Chie、Shibata Yo、Funatsu Takahiro、Gao Ping、Miyazaki Takashi
  • 雑誌名: Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials 巻: 117 ページ: 104389-104389
  • DOI: 10.1016/j.jmbbm.2021.104389
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Nano-scale structural characterization of whitened human tooth enamel (2022)
  • 著者名/発表者名: 田中 , 荻野 , 玲奈 , 長谷川 正剛 , 周 君 , 宮﨑 隆 , 柴田 陽
  • 学会等名: International Dental Materials Congress 2022
  • 国際学会
• [学会発表] 象牙質接着界面の分子構造と力学的性質について (2019)
  • 著者名/発表者名: 周 君, 柴田 陽, 田中 玲奈, 宮崎 隆
  • 学会等名: 昭和大学学士会