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2019 年度 実施状況報告書

亜鉛置換型ハイドロタルサイトを応用した抗菌性・毒素吸着性歯科材料開発への挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 19K10120
研究機関朝日大学

研究代表者

尾池 和樹  朝日大学, 歯学部, 助教 (10784621)

研究分担者 堀田 正人  朝日大学, その他部局等, 教授 (10157042)
横川 善之  大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (20358310)
川木 晴美  朝日大学, 歯学部, 准教授 (70513670)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード亜鉛置換型ハイドロタルサイト / 層状複水酸化物 / 陰イオン交換 / 硫化物 / 揮発性硫黄化合物
研究実績の概要

我々はマグネシウムを亜鉛に置換したZn置換型ハイドロタルサイト(Zn置換型HT)を合成し、Zn置換型HTが硫化物吸着能を示すことを以前の研究で明らかにした。本研究では既存の歯科用セメントや樹脂、シリコンなどにZn-HTを混合比を変えて添加した試作材料を作製し、その物性や硫化物吸着能を検討する。
本年度は、Zn置換型HTの合成条件の検討を行い、XRDにて層状化合物であることが確認された試料について、その組成をICPで分析した。対照に試薬Mg-HDT(組成式; Mg6Al2(OH)CO3・4H2O)を用い、Mg-HDTのMg:Alのモル比がおよそ3:1であることを確認した。そして我々の合成したZn置換型HDTのZn:Alのモル比は2:1であった。
このZn置換型HDTをEVA樹脂と混合した材料を開発するため、異なる混合比の材料を試作した。そして、Zn置換型HDTの含有率が20%のシートと、39%のシートを試作した。含有率40%以上ではシートの成型が不良であった。そこで前述の2種のシート中でのZn置換型HDTの分散状態を、SEM-EDXで解析し、ほぼ均一に分散していることを確認した。
次いで、Zn置換型HDT粉末およびZn置換型HDT 含有EVAシートからの蒸留水および細胞培養用培地へのZn, Alの溶解試験を行ったところ、シートからの溶解量は粉末そのものからの溶解量と比べておよそ1/100となるものの少量のZn, Alが溶出することがわかった。さらに、成分が溶出した培地を用い、ヒト歯髄由来幹細胞およびヒト歯肉上皮前駆細胞の応答を評価したところ、粉末を浸漬した培地では細胞増殖が障害されたのに対して、シートから溶出した成分を含む培地では細胞増殖がある濃度では促進され、Zn置換型HDT含有EVAシートを口腔内での使用に関する有用なデータが得られた。

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

当初の予定では本年度に口腔内細菌の動態を検討する予定であったが、実験準備の都合により、来年度に予定していた細胞培養系での評価と入れ替えて行うこととし、培養系での評価で一定の結果が得られ、予定していた研究計画を進めることができたため。

今後の研究の推進方策

今年度の結果をふまえ、Zn置換型HDT粉末およびZn置換型HDT含有EVAシートの硫化物吸着性を評価するため、50ppb-50ppmの濃度の硫化水素水(H2S水)を用いて、H2S量の変化を経時的に測定する。またH2Sのほか、メチルメルカプタンやジメチルサルファイド等の硫黄化合物や他の臭気物質を混合したモデル水を用いての吸着挙動も調べ、選択的吸着性の有無についても検討する。特に、in vitro試験では高濃度硫化物(-1000ppb)の残存濃度を通常歯磨き時間である10分以内に1ppb以下となることを目標として、材料作製条件を絞り込む。また、前年度の培養系評価をさらに進め、Zn置換型HTあるいは酸化亜鉛添加材料を浸漬し、成分が溶出した培地を用いて溶出成分の細胞活性に与える影響を評価する。特に本年度は長期培養を行い、幹細胞等の分化に及ぼす影響についても検討する。さらに、う蝕原因菌や歯周病原因菌による低分子毒素、硫化物吸着評価として ミュータンス菌(Mutans streptococci等)やPorphyromonas gingivalis,Fusobacterium nucleatum等の培養系に、試作材料片を各種の割合で投入し、細菌の増殖や金銀パラジウム合金との共存で黒化現象の低減を測定する。菌数等により抗菌効果を、黒化現象の低減により化合物の硫化物吸着性を評価する。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Zn置換Hydrotalciteの歯周病関連菌産生H2Sの吸着効果と抗菌作用2019

    • 著者名/発表者名
      森田侑宜, 藤井和夫, 尾池和樹, 佐野宏弥, 横川善之, 川木晴美, 堀田正人
    • 雑誌名

      日本歯科理工学会誌

      巻: 38 ページ: 109-118

    • DOI

      org/10.18939/jsdmd.38.2_109

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] イオン交換後のS-PRGフィラー抽出液によるヒト骨髄およびヒト歯髄由来細胞の動態2019

    • 著者名/発表者名
      石榑大嗣, 川木晴美, 上野恭平, 巽 勇介, 井殿泰鳳, 尾池和樹, 二階堂 徹, 近藤信夫, 堀田正人
    • 学会等名
      第150回日本歯科保存学会春季学術大会
  • [学会発表] BEAUTIFIL Flow Plus XをPRGコンポグロスにて研磨したときの光沢度と表面粗さ2019

    • 著者名/発表者名
      井殿泰鳳, 村瀬由起, 尾池和樹, 日下部修介, 堀田正人
    • 学会等名
      第27回に日本歯科色彩学会
  • [学会発表] アパタイト光触媒配合歯磨剤のホワイトニング効果2019

    • 著者名/発表者名
      湯浅直樹, 井殿泰鳳, 越智葉子, 村瀬由起, 尾池和樹, 日下部修介, 亀水秀男, 堀田正人
    • 学会等名
      第27回に日本歯科色彩学会
  • [備考] 朝日大学歯学部歯科保存学分野歯冠修復学ホームページ

    • URL

      http://scw.asahi-u.ac.jp/~shikan/index.html

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公開日: 2021-01-27  

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