| 研究課題/領域番号 |
17K11699
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
兼平 正史 東北大学, 歯学研究科, 助教 (30177539)
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| 研究分担者 |
石幡 浩志 東北大学, 歯学研究科, 助教 (40261523)
高橋 英和 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (90175430)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 象牙質知覚過敏 / 象牙質透過性 / ナノフロー |
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| 研究実績の概要 |
知覚過敏処置後の臨床症状が短期間のうちに再発現する後戻りについては多くの歯科医が経験しているが、原因ならびに再発の過程についてはいまだ解明がなされていない。理由として、症状が本人の訴え以外に客観的に捉える事ができない事、プラセボ効果により症状のマスキングが発生する事があげられ、これらがin vivo解析およびin vitroシミュレーションを困難にしている。我々は象牙質透過性を光化学を応用して定量的に計測する方法を開発し、知覚過敏抑制材処置後の効果と後戻りについて報告してきた。さらに、微細な象牙細管の露出が知覚過敏症状に強く影響する事を考慮し、狭小範囲の解析を目的としたマイクロフローセンサーを計測装置に導入した。本研究ではさらに精度を高めるため新規のナノフローレベルでの解析装置を作製し、象牙質知覚過敏の特徴とされる急激な象牙細管内液の移動に伴う象牙質透過量の動態と並行して知覚過敏抑制材の微細形態学的解析を行う事で、その効果が時間と共に変化するプロセスを解明し実効性がある知覚過敏抑制法を確立する事を目的としている。
平成30年度では前年度に試作した装置に、液体の移動により発生するごく微少の温度変化をナノレベルで感知するフローセンサーを据え付けた装置に改良した。本装置の象牙細管の微量な透過性を検知する能力および再現性を解析すると共に口腔内の環境をシミュレートするため、人工唾液を溶液に用いてその影響について解析した。およそ100個の象牙質試料を作製し、主にリン酸カルシウム系知覚過敏抑制材、人工唾液および時間との関連性について検討を加えた。また、並行して内部に析出する結晶様構造体について検討を行った。リン酸カルシウム系材料の場合、人工唾液の使用と象牙質透過性の抑制との間に強い関連性が認められ、口腔内に存在する唾液あるいは外部からのイオン性成分の補給を検討すべきである事が示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成29年度に試作した微量の液体の移動により発生する温度変化をマイクロレベルの流速として感知するフローセンサーを組み込んだ装置を、平成30年度に改良を行い、ナノレベルの精度への向上を図った。以前から使用している光化学反応を応用した象牙質ディスク透過性測定装置は、化学発光の強度を時系列的に計測する事で試料の透過性を計測するものであり、この装置は簡便で非常に鋭敏に液の移動を感知できるものの、実際の液移動量を正確な量として表示する事には困難がある。そこでこの欠点を補うためナノレベルでの液量移動を感知するための新たなフローセンサーを組み込んだ装置の開発が必要であった。使用したセンサーの性能は格段に優れている反面、実験環境のコンプライアンスに非常に敏感であるため、実験環境および装置の細部の変更をくり返しながら基礎的なデータを採取してデータの再現性を得るため改良し、精密な象牙質ディスク透過性測定のための実験条件の構築を行った。
リン酸カルシウム系の知覚過敏抑制材は、生体親和性が他の薬剤より優れている。この材料は最終的にハイドロキシアパタイトで象牙細管を封鎖出来得るものと考えているが、既存の材料ではハイドロキシアパタイトの象牙細管内結晶生成に４～６時間程度かかる事を平成29年度で確認した。この事は塗布直後の知覚過敏抑制効果は、生成されたハイドロキシアパタイトの効果ではなく、含有成分の象牙細管封鎖効果であると考えられ、ハイドロキシアパタイトへの結晶化を促進させる事が重要である。その一つの解決方法として、結晶成長のコアとなる部分を硬化特性を考慮しながら早期に生成させるため、外部からイオン成分を供給する方法について検討し、その効果については海外で発表した。また、これとは並行して当初の予定どおり象牙質表面および細管内部の状態について分析を進めており、ほぼ計画どおりと考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究でのナノフローセンサーを用いたシミュレーションモデルを用い、リン酸カルシウム系知覚過敏抑制材および試作の材料についての検討を引き続き遂行する。結晶生成速度や結晶構造の質を向上させるための成分比、付加成分や環境要因等について試料数を増やしながら行い、透過性抑制効果の発現や破壊の過程を分析するとともにより効果の高い知覚過敏抑制材開発のための条件解析を詳細に行う。象牙細管内のナノフロー解析には環境のコンプライアンスが大きく影響するため、口腔内の急激な温度変化をシミュレートする実験モデルの構築には、それを厳密に排除する機構が求められる。その点を考慮しながらの温度変化シミュレートモデル構築には、試片部分にのみペルチェ素子等で急激な温度変化を与えられる構造が必要であり、瞬間的な温度変化による急激な内液移動を観測できるようさらなる改良を試みる。
また、ハイドロキシアパタイトへの結晶化反応促進のためには、硬化特性を考慮しながら結晶成長のコアを早期に生成、成長させるための複数の方法について検証しながら解析を行う。外部からの成分添加も効果的であるという結果も前年度に得られているため、口腔内のヒト唾液成分には個体差がある事を考慮し、特にCa/P比の影響について検討を加える。これらの事を新たに試作した透過性抑制材と組み合わせて象牙質透過試験の計測に供し、表面分析と形態学的観察の結果と併せて解析する事で、象牙質透過性抑制材開発の基本的な要件を獲得する事を目標とする。
象牙質透過性を低下させる性能の高い材料を開発できた場合には、象牙質透過性を亢進させる口腔内環境の変化を再現させるために、炭酸飲料などの酸による影響を考慮した実験系を組み立て、その影響を解析する事で新たに作製する透過抑制材料の性能を評価する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当該助成金が生じた主な理由は、消耗品の使用が予定より少なかった事による。消耗品に関しては、既存の消耗品の利用等で一部補えた事と想定していた価格より物品を安価に購入できた事があり、次年度に関しても引き続き効率的に使用する予定である。次年度はデータ発表を予定しており、併せて適切に使用して行く予定である。
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