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歯科治療にパラダイムシフトをもたらすスマート・バイオアクティブマテリアルの創製

研究課題

研究課題/領域番号 20H03871
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分57040:口腔再生医学および歯科医用工学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

今里 聡  大阪大学, 大学院歯学研究科, 教授 (80243244)

研究分担者 北川 晴朗  大阪大学, 大学院歯学研究科, 助教 (50736246)
佐々木 淳一  大阪大学, 大学院歯学研究科, 講師 (50530490)
岩崎 泰彦  関西大学, 化学生命工学部, 教授 (90280990)
壷井 莉理子  大阪大学, 大学院歯学研究科, 特任助教(常勤) (20827430)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2022年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2021年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2020年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
キーワード歯学 / 歯科材料学 / 生体材料学 / スマート・マテリアル / ガラス
研究開始時の研究の概要

研究代表者らは、これまで、抗菌成分の固定化や薬剤徐放という作用の持続性に焦点を当て、バイオアクティブな機能を備えた歯科材料の開発・実用化に取り組んできた。本研究では、そのワンランク上のアプローチとして、口腔環境の変化や病態のステージに応じてバイオアクティブな機能を発揮するスマート・バイオアクティブマテリアルという新たなマテリアルデザインに基づく歯科材料の創製を目指す。すなわち、抗菌性や炎症抑制、硬組織形成等の作用を有する様々なイオン種を組み込んだガラスを試作し、環境応答型あるいは病態応答型としての機能発現の可能性を確認する。そして、試作ガラスを各種歯科材料に配合し、それらの有用性を検証する。

研究成果の概要

本研究では、口腔環境や病態の変化に応答してバイオアクティブな機能を発揮するスマート・マテリアルの創製を目指して、2つのコンセプトに基づいたバイオアクティブガラスを試作し、各ガラスの物理・化学的特性や細菌・細胞に対する作用を検討した。その結果、亜鉛及びガリウム徐放ガラスを組み合わせて応用することで、pH変化に伴うイオン徐放の制御により、う蝕あるいは歯周病に関連する細菌に対して特異的な抗菌効果を発揮させ得ることが明らかとなった。また、リチウム及びストロンチウム徐放ガラスを組み合わせて応用することで、ガラスの溶解速度の差を利用して、抗炎症作用及び硬組織誘導効果を段階的に発現可能であることが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

研究代表者は、古くから、歯科用修復材料へのバイオアクティブ機能の付与という概念を発信してきた。その成果もあり、近年、国内外でバイオアクティブな歯科材料に関する研究が数多く行われるようになってきた。しかし、それらの研究の多くは、細菌や細胞に対する特定の作用を持続的に発揮させることを狙ったものである。本研究により、口腔環境や病態の変化に応答してバイオアクティブな機能を発揮する技術を確立できたことで、適切な時期に適切な活性成分を作用させるさまざまな歯科材料の開発が可能となると期待される。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Poly(lactic acid/caprolactone) bilayer membrane blocks bacterial penetration2022

    • 著者名/発表者名
      Abe GL, Tsuboi R, Kitagawa H, Sasaki JI, Li A, Kohno T, Imazato S
    • 雑誌名

      Journal of Periodontal Research

      巻: 57 号: 3 ページ: 510-518

    • DOI

      10.1111/jre.12980

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of pH-Responsive Zn2+-Releasing Glass Particles for Smart Antibacterial Restoratives2022

    • 著者名/発表者名
      Deng Fan、Sakai Hirohiko、Kitagawa Haruaki、Kohno Tomoki、Thongthai Pasiree、Liu Yuhan、Kitagawa Ranna、Abe Gabriela L.、Sasaki Jun-ichi、Imazato Satoshi
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 27 号: 21 ページ: 7202-7202

    • DOI

      10.3390/molecules27217202

    • 関連する報告書
      2022 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] Antibacterial effects and physical properties of a glass ionomer cement containing BioUnion filler with acidity-induced ability to release zinc ion2021

    • 著者名/発表者名
      Liu YH、Kohno T、Tsuboi R、Thongthai P、Deng F、Sakai H、Kitagawa H、Imazato S
    • 雑誌名

      Dental Materials Journal

      巻: 40 号: 6 ページ: 1418-1427

    • DOI

      10.4012/dmj.2021-052

    • NAID

      130008123562

    • ISSN
      0287-4547, 1881-1361
    • 年月日
      2021-11-25
    • 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
  • [雑誌論文] Antibacterial activities and mineral induction abilities of proprietary MTA cements2021

    • 著者名/発表者名
      Morita M、Kitagawa H、Nakayama K、Kitagawa R、Yamaguchi S、Imazato S
    • 雑誌名

      Dental Materials Journal

      巻: 40 号: 2 ページ: 297-303

    • DOI

      10.4012/dmj.2019-351

    • NAID

      130008009454

    • ISSN
      0287-4547, 1881-1361
    • 年月日
      2021-03-25
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of ion release and the recharge ability of glass-ionomer cement containing BioUnion filler using an in vitro saliva-drop setting assembly2021

    • 著者名/発表者名
      Kohno Tomoki、Liu Yuhan、Tsuboi Ririko、Kitagawa Haruaki、Imazato Satoshi
    • 雑誌名

      Dental Materials

      巻: - 号: 5 ページ: 882-893

    • DOI

      10.1016/j.dental.2021.02.022

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Establishment of novel in vitro culture system with the ability to reproduce oral biofilm formation on dental materials2021

    • 著者名/発表者名
      Kohno Tomoki、Kitagawa Haruaki、Tsuboi Ririko、Nishimura Yuma、Imazato Satoshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 21188-21188

    • DOI

      10.1038/s41598-021-00803-8

    • 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
  • [雑誌論文] Acidity-induced release of zinc ion from BioUnion<sup>TM</sup> filler and its inhibitory effects against <i>Streptococcus mutans </i>2020

    • 著者名/発表者名
      Liu Y、Kohno T、Tsuboi R、Kitagawa H、Imazato S
    • 雑誌名

      Dental Materials Journal

      巻: 39 号: 4 ページ: 547-553

    • DOI

      10.4012/dmj.2019-061

    • NAID

      130007884194

    • ISSN
      0287-4547, 1881-1361
    • 年月日
      2020-07-30
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fabrication of novel poly(lactic acid/caprolactone) bilayer membrane for GBR application.2020

    • 著者名/発表者名
      Abe GL, Sasaki JI, Katata C, Kohno T, Tsuboi R, Kitagawa H, Imazato S.
    • 雑誌名

      Dental Materials

      巻: - 号: 5 ページ: 626-634

    • DOI

      10.1016/j.dental.2020.03.013

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] In situ assessments of antibacterial effects of Zn-releasing glass-ionomer cement2022

    • 著者名/発表者名
      Liu YH, Kitagawa H, Kohno T, Tsuboi R, Thongthai P, Deng F, Sakai H, Imazato S
    • 学会等名
      2022 International Association for Dental Research General Session & Exhibition
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of pH-responsive Zn-releasing glass particles for smart antibacterial restoratives2022

    • 著者名/発表者名
      Deng F, Sakai H, Kitagawa H, Kohno T, Tsuboi R, Thongthai P, Liu YH, Imazato S
    • 学会等名
      2022 International Association for Dental Research General Session & Exhibition
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of a lithium-releasing phosphate-based bioactive glass2022

    • 著者名/発表者名
      Abe G, Sakai H, Kitagawa H, Kohno T, Xiao L, Sasaki JI, Imazato S
    • 学会等名
      International Dental Materials Congress 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of a strontium-releasing phosphate-based bioactive glass for bone regeneration2022

    • 著者名/発表者名
      Sakai H, Deng F, Sasaki JI, Kitagawa H, Kohno T, Abe G, Xiao L, Imazato S
    • 学会等名
      International Dental Materials Congress 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Antibacterial effects of BioUnion filler-incorporated GIC with acidity-induced zinc-releasing ability2021

    • 著者名/発表者名
      Liu YH, Kohno T, Tsuboi R, Thongthai P, Deng F, Sakai H, Kitagawa H, Imazato S
    • 学会等名
      99th General Session & Exhibition of the IADR
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of antibacterial resin composites containing a QAC-based monomer METAC2021

    • 著者名/発表者名
      Kohno T, Tsuboi R, Kitagawa H, Imazato S
    • 学会等名
      Academy of Dental Materials Annual Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 次世代型歯科用バイオアクティブマテリアルの開発2021

    • 著者名/発表者名
      今里 聡
    • 学会等名
      第78回日本歯科理工学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 産学連携にもとづくクラスⅢ修復材料の開発と実用化2020

    • 著者名/発表者名
      今里 聡
    • 学会等名
      日本歯科保存学会2020年度春季学術大会(第152回)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] カプセル練和型グラスアイオノマーセメントの抗菌性・抗バイオフィルム効果2020

    • 著者名/発表者名
      神野友樹,壷井莉理子,北川晴朗,今里 聡
    • 学会等名
      日本歯科保存学会2020年度春季学術大会(第152回)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of anti-biofilm effects of bio-active GIC using a bioreactor2020

    • 著者名/発表者名
      Kohno T, Liu YH, Deng F, Tsuboi R, Kitagawa H, Imazato S
    • 学会等名
      第68回国際歯科研究学会日本部会学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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