| 研究課題/領域番号 |
18K09652
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
横山 政宣 東北大学, 歯学研究科, 大学院非常勤講師 (20396500)
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| 研究分担者 |
小川 徹 東北大学, 歯学研究科, 准教授 (50372321)
洪 光 東北大学, 歯学研究科, 教授 (70363083)
濱田 泰三 東北大学, 歯学研究科, 学術研究員 (50034244)
佐々木 啓一 東北大学, 歯学研究科, 教授 (30178644)
日原 大貴 東北大学, 歯学研究科, 助教 (60781292)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | セルロースナノファイバー / 義歯床用材料 / 脱石油歯科材料 / アクリルレジン |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，義歯床等の歯科材料として頻用されているアクリル系レジンに代わる環境と生体に優しい「脱石油歯科材料」として提案すべく，セルロースナノファイバー（CNF）の義歯床用材料への応用を検討する．
これまでに，代表者らはCNF100%加圧脱水ブロックの開発に着手し，CAD/CAMでの切削加工を想定し，より良好な材料学的特性を示す作製条件探索を行ってきた．化学処理を施していないCNFブロックの曲げ強さはアクリルレジンの約2～2.5倍を示し，CNFの解繊度が上がると強度の向上も確認された．これら基礎実験によるCNFの材料特性からも，義歯床用材料や歯冠修復用材料等として応用しうる大きな可能性を有しているといえる．さらに昨年度は，口腔内応用を想定し，疎水化したCNF成形体の製作およびその材料学的特性を検討した．その結果，CNF製作時の脱水に用いる溶媒や解繊度の違いが材料学的性質に影響を与えることが明らかとなり，また親水性CNFと比較し疎水化CNF成形体は吸水量が大きく改善した．しかしながら一方で疎水化CNFは親水性と比べ、曲げ強度などその機械的物性が著しく低下してしまっていた．そこで本年度は，実際の口腔内使用に向け，基礎的な物性を保ちながらCNF成形体を疎水化する方法に関する検討，つまり親水性CNFの化学修飾による疎水性の付与について検討を行った。具体的には，1）硫酸バンドによる表面コートによる疎水化，２）フッ化物の架橋よる疎水化，3）高分子の有機酸を用いた成形体表面のエステル化による疎水化について検討を行った．その結果，１および２については疎水化の持続時間が30～1時間であったが，有機酸（ステアリン酸）による表面のエステル化についてはぬれ試験や形態変化では良好な結果を示し，また赤外分光法による表面分子構造解析から水酸基がCH2，CH3及びC=Oに置換されていることが示された。
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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
R元年度は，親水性CNFの化学修飾による疎水性の付与について検討を行った。1）硫酸バンドによる表面コートによる疎水化，2）フッ化物の架橋よる疎水化，3）高分子の有機酸を用いた成形体表面のエステル化による疎水化について検討を行った．
1については期待される疎水化は得られず，2では物性低下が著しかった．3では，有機酸として脂肪酸の1つであるステアリン酸を用いて，CNF表面の水酸基と置換させる処理を行った。
評価は，H24年3月1日付薬食機発0301第5号「歯科材料の製造販売承認申請等に必要な物理的・化学的評価の基本的考え方について」の義歯用材料の評価項目、並びにCNFの新規材料としての特徴を検証するための新たな評価として以下を行った．
①成形体の物理的・化学的の評価：外観，色調，透過性，仕上げ面及び光沢，可塑性，曲げ強さ，曲げ弾性率，吸水性，溶解性 ②切削性(CAD/CAM加工性)の評価 CAD/CAM加工を行い，加工後の表面性状をSEMで観察，寸法精度の評価 ③表面ぬれ性の評価 全自動接触計(PCA-1)を用い，各試料の接触角の測定により表面 ④ぬれ性の評価
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| 今後の研究の推進方策 |
R元年度の結果より，有機酸のエステル化による疎水化は短時間では十分な疎水効果が得られるものの，6時間程度でその効果が減少してしまうことから，R2年度は，エステル化のより最適な条件を検索することと、また新たな有機酸の検討を行う．
また，R2年度はCNFの義歯床用材料以外の用途についても基礎的な検討を行う予定である。そのため，新たな細胞実験や動物実験を計画中である．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
（理由）
次年度使用額は、当初計画していた今年度の実験が効率的に進行したことに伴い発生した未使用額であり、R２年度の研究遂行により使用する予定である。
（使用計画）
R2年度は，CNFのエステル化の最適な条件を検索するとともに、新たな有機酸の検討を行う．並行してCNFの義歯床用材料以外の用途についても基礎的な検討を行う予定である。そのため，新たな細胞実験や動物実験を計画中である．また、論文制作にかかわる経費、研究打ち合わせ及び研究成果発表旅費としても使用予定である。
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