| 研究課題/領域番号 |
19K10194
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| 研究機関 | 朝日大学 |
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研究代表者 |
玉置 幸道 朝日大学, 歯学部, 教授 (80197566)
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| 研究分担者 |
奥山 克史 朝日大学, 歯学部, 准教授 (00322818)
新谷 耕平 朝日大学, 歯学部, 助教 (50824455)
川木 晴美 朝日大学, 歯学部, 教授 (70513670)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | ケイ酸カルシウム / 覆髄材 / 石膏 / 機械的強さ / 生体親和性 / 硬化 |
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| 研究実績の概要 |
2020年度は炭酸カルシウムと珪藻土を重量比で5:3に混合した粉末を1,300℃まで焼成を行い、合成ケイ酸カルシウムを試作した。合成ケイ酸カルシウムに対して水和反応での硬化を期待したところ、水酸化カルシウムの生成は確認できたが十分な強さを持つ硬化体とならなかったため歯科用石膏を添加することで石膏含有ケイ酸カルシウムセメントを創作し、歯髄細胞に対する細胞毒性や細胞増殖性を実験して生物学的にも良好な結果が得られることを報告した。
今年度は上記の考えを発展させ、合成したケイ酸カルシウムに酸化カルシウムを重量比2:1で混和後に1,300℃まで焼成することでCaSiO3＋CaO→Ca2SiO4の反応によるケイ酸二カルシウムの合成、さらに得られたケイ酸二カルシウムに酸化カルシウムを重量比3:1で混合し、同様に1,300℃までの焼成でCa2SiO4＋CaO→Ca3SiO5の反応によりケイ酸三カルシウムを合成可能なことを見出した。一部、エックス線光電子分光法（XPS)も利用した。合成ケイ酸カルシウムを混同させて水で練和することにより硬化を検討する一方で、歯科では馴染みの深いリン酸塩系埋没材の専用液であるコロイダルシリカゾルの使用についても検討を行う。水での練和のみで一定の水和反応による硬化と、ゾルゲル反応を適宜応用することにより安定な硬化と硬化体の強さの向上が見込めると考えている。対象となる粉末は合成して得られる各種ケイ酸カルシウムの配分を重量比で調整して検討を加える予定である。本研究により有害元素をまったく含まない試作ケイ酸カルシウムセメント創製の可能性が示唆され、加えて現状の歯科臨床で利用が進んでいるMTAセメントとの操作性、安全性、効能等について比較する予定である。また並行して歯科鋳造用リン酸塩系埋没材における結合材の硬化、加熱焼成時の化学変化の応用についても検討を試みている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
2021年度は5-6月の期間で学内セミロックダウンが実施され、学内での講義・実習の在り方の大きな変更を余儀なくされたため時間が割かれたが、それでも目標としていたケイ酸カルシウム、ケイ酸二カルシウム、ケイ酸三カルシウムの合成にはかなり精度が高く行えるようになった。当初は電気炉の種類や大きさ、発熱線の位置、焼成温度、加熱時間などにより熱の分布に差が生じることを想定していなかったところ、エックス線回折の結果でも一様な化合物同定には至らなかったことが多かったが、それでも機種と、炉内の位置、焼成する容量などを揃えたところ，合成物の確度が高まり実験に供するまでには整った。
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| 今後の研究の推進方策 |
まずは各種ケイ酸カルシウム合成が曲がりなりにも確認できる段階となったので、臨床応用を考えた場合の硬化に関する検討を加える。これには従来の化学反応とは別に、歯科でも利用がなされているゾルゲル反応に期待するところが大きい。リン酸塩系埋没材の液成分として知られているコロイダルシリカゾルの試用を検討するのだが、コロイダルシリカ液には酸性とアルカリ性があり、作製したケイ酸カルシウムが塩基性であることも考慮に入れ双方の練和液を試し、硬化機構を確立することが必須となる。最終的には硬化体が上手く獲得できたところでの生物学的な要件、すなわち細胞毒性、細胞増殖を検討することになる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
初年次以降、予定していた学会発表にまつわる研究調整のための諸経費ならびに成果発表に向けた出張費や参加登録、ポスター作製に掛かる費用などがコロナ禍でのリモート開催あるいはWeb開催、さらには分析費用に関しても出張が制限されていた中で難しい側面もあり消化できなかった。それでも2021年度後半から行動要件が緩和されたおかげで順調に試料作りも進むようになった。今年は試料の最終調整と、その生物学的探索を中心に行う。そのため分析等外部依頼も多くなることが予想され、費用もかさむと考えらえるのでそちらに繰り越し分を投入する予定である。
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