| 研究課題/領域番号 |
19K19078
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| 研究機関 | 鶴見大学 |
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研究代表者 |
斉藤 まり 鶴見大学, 歯学部, 助教 (60739332)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 歯科インプラント / オッセオインテグレーション / 骨ハイドロキシアパタイト / セリア系ジルコニア/アルミナ複合体 / 結晶相同定 / 骨芽細胞 / 透過電子顕微鏡 / 細胞接着 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、セリア系ジルコニア・アルミナ複合体(Ce-TZP)が歯科インプラント材に必須のオッセオインテグレーション能を有することを、細胞レベルおよび生体内にて証明する。
本年度はこれまでに得られた結果をもとに、Ce-TZPが細胞レベルでオッセオインテグレーションを獲得することを論文にまとめ、Materials Science and Engineering: Cにおいて発表した。研究概要で述べた細胞・石灰化物層－Ce-TZP界面に対する①生化学的解析②結晶学的解析③接着状態の解析④細胞レベルおよび生体内でのオッセオインテグレーション性能評価のうち、①－③について解析した。Ce-TZP周囲に生体内と近似の骨ハイドロキシアパタイト結晶を析出させ、その骨アパタイト結晶とCe-TZP結晶が結晶格子レベルで直接結合しているという結果を得た。これは従来のインプラント材であるチタン－骨における軟組織を介在するオッセオインテグレーションと異なり、骨アパタイト結晶とCe-TZP結晶同士が介在物なしにナノスケールで直接結合するという新規知見である。この細胞レベルで観察されたCe-TZPによるナノスケールでのオッセオインテグレーションが生体内でも実現した場合、軟組織を介したチタンでのオッセオインテグレーションと比較して、より強固であり、インプラント周囲炎などの骨吸収によるインプラント脱離をもたらす疾患に対して抵抗性を持つ可能性がある。
本年度は、Ce-TZPのオッセオインテグレーションをもたらす新規歯科インプラント材としての優れた性能を示唆する結果を論文として発表することができ、この論文は歯科インプラント治療にとって革新的であると考えられる。また、研究代表者の目標・テーマである歯周組織再生の観点からも、骨－材料の界面性状に材料間の差異があることが分かり、興味深い結果が得られた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
本年度は、セリア系ジルコニア・アルミナ複合体(Ce-TZP)によるナノスケールでのオッセオインテグレーションを実証し、論文にまとめ発表した。従来のチタン－骨との軟組織を介在するオッセオインテグレーションと異なり、骨ハイドロキシアパタイト結晶とCe-TZP結晶がナノスケールで直接結合しているという新規知見である。Ce-TZPは、オッセオインテグレーションをもたらす新規歯科インプラント材としての優れた性能を持つことが示唆された。
来年度はこの細胞レベルでの結果をもとに、動物を用いたインプラント埋入実験と、Ce-TZP－骨の結合状態をチタンと比較する予定である。今年度受理された論文は、新規知見の発表および今後の研究を発展させる上での着実なマイルストーンとなり、当初の計画通り順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
来年度は、セリア系ジルコニア・アルミナ複合体(Ce-TZP)による、生体内でのナノスケールオッセオインテグレーションの実現を目指す。
①生体内でのCe-TZPインプラント埋入実験の準備を行っている。臨床での術式を想定し、顎骨へのインプラント埋入実験を予定している。マウスの顎骨から第一大臼歯を抜歯し、抜歯窩へスクリューのないシンプルな形状にしたインプラント体を埋入する。細胞レベルで観察されたナノスケールでのオッセオインテグレーションが生体内でも起こることを、顎骨－インプラント界面の顕微鏡観察にて証明する。
②オッセオインテグレーション能比較実験を、現行のインプラント材の主流であるチタンとCe-TZPとの間で行うことを計画している。本年度に発表した論文においてCe-TZPのナノスケールでのオッセオインテグレーションについて実証したが、チタンでの同スケールレベルでの観察はこれまで行われておらず、材料間の差が存在すると提唱されているもののその詳細は不明である。材料表面のイオンの配置の差から吸着するタンパク質が異なって細胞接着メカニズムにも差が生じると考えられ、材料間での差を調べるとともに、この仮説について解明したい。
さらに細胞・石灰化物層とインプラントとの接着強さを測定する材料間での比較や、細胞・石灰化物層－チタン界面観察を行ってCe-TZPとの差異を比較検討し、Ce-TZPの有用性を証明する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
(理由)論文投稿にあたり、オープンアクセスの雑誌を候補としていたが、論文内容と投稿誌の兼ね合いからクローズドアクセスの雑誌を投稿先としたため、論文投稿費用が大幅に削減された(当該論文は現在ResearchGateにてファイルを公開し、オープンアクセス状態となっている)。
また、今年度は新型コロナウイルス感染症の影響で、学会の延期・中止や海外渡航の制限等があり予定していた学会へ参加することができず、渡航費および参加費用は少額となった。実験および実験装置の使用の制限も大きかったため当初予定していた動物実験は開始できず、その他の実験も最小限しか行えなかったものの、これまでの実験結果を集約し論文として発表することができた。
(使用計画)来年度も引き続き制限は大きいと予測できるが、実験計画を適宜見直しながら進める。生体内でのオッセオインテグレーションを想定したインプラント埋入実験と、現行のインプラント材料の主流であるチタンとの比較実験を、並行して進めていく予定である。
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