| 研究課題/領域番号 |
20H04541
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
大矢根 綾子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究グループ長 (50356672)
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| 研究分担者 |
宮治 裕史 北海道大学, 大学病院, 講師 (50372256)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | レーザー / リン酸カルシウム / アパタイト / コーティング / バイオミネラリゼーション / 象牙質 / 歯面改質 / 過飽和溶液 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、研究代表者らの開発してきた過飽和液中レーザー照射法に基づき、抗菌性と生体親和性を併せ示す抗菌アパタイトを歯質（ヒト象牙質）の表面に迅速成膜する技術を確立し、歯面の改質・高機能化技術としての有用性を検証することである。当該年度（2021年度）は、医療機器として承認済みの歯科用半導体レーザー（波長：808 nm）実機を用いて、本成膜技術の検討を進めた。まず、研究分担者の所属機関（北海道大学病院）にて採取された歯牙（インフォームドコンセントの後、通常治療で抜去された歯牙の提供を受けた）より、厚さ約1 mmのヒト象牙質基材を作製した。昨年度の検討結果に基づき選定された光吸収剤（シアニン色素系診断薬であるインドシアニングリーン）を、ヒト象牙質基材の表面に種々の条件で塗布した（前処理）。前処理された基材を、抗菌成分としてフッ素（フッ化ナトリウム）を添加したリン酸カルシウム過飽和溶液中に設置し、その表面にレーザー光を種々の条件下で照射した（過飽和液中レーザー照射）。照射前後の基材の表面および表層断面を、走査電子顕微鏡、透過電子顕微鏡などにより分析した結果、前処理条件ならびに照射条件を適切に設定することによって、ヒト象牙質基材表面の標的領域に、フッ素含有アパタイトを迅速成膜（照射時間：3分）できることを明らかにした。また、次年度の動物実験の準備として、実験動物の歯根部への前処理および過飽和液中レーザー照射の実施方法について予備検討を行い、技術的課題を洗い出した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
上記の通り、歯科用半導体レーザー（波長：808 nm）実機を用いた検討を進め、ヒト象牙質基材の標的領域への迅速成膜（照射時間：3分）を実証することができた。関連成果を複数の総説論文として発表したほか、国内・国際学会での口頭発表・招待・依頼講演、広報活動（地域情報誌と新聞紙上で各1件の紹介記事掲載）を行い、成果の発信・普及にも努めた。
ただし、政府のまん延防止等重点措置に基づく所属機関の出勤制限に加えて、実験動物を用いた予備検討において技術改良の必要性が見出されたことから、当初計画されていた実施内容の一部を当該年度内に完了することができず、遅れが生じた。
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| 今後の研究の推進方策 |
当該年度に実施した予備検討の結果、技術的課題が明らかとなった。今後、この課題の解決に向けて、前処理ならびにレーザー照射条件を再検討し、技術改良を行う。改良された成膜技術に基づき、ヒト象牙質基材の表面にフッ素含有アパタイトを成膜し、反応機構の調査を進める。また、成膜歯面の機能評価として、う蝕原因菌に対する抗菌試験を実施する。さらに、実臨床に近い条件でのin vivo成膜を実証するため、改良された成膜技術を実験動物の歯面に適用する。
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