Development of new tooth adhesives with a sensing capability of debonding and release functions of antibacterial and regenerative agents

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K15809
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 吉田 靖弘 北海道大学, 歯学研究院, 教授 (90281162)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 槇田 洋二 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ長 (80357988)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 抗菌 / 層状化合物 / フッ化セチルピリジニウム

Outline of Annual Research Achievements

本研究では，歯質接着面の劣化時に薬剤の放出によって抗菌効果を発現する次世代歯科材料の開発を目指し，殺菌剤と再生誘導物質を封入したドラッグデリバリー（DDS）型層状フィラーを作製するとともに，劣化応答性DDSの開発に必要な基礎的知見の集積を目指した。層状フィラーの層間にフッ化セチルピリジニウム（CPF）を挿入し，フッ素成分で歯の脱灰を抑制し，セチルピリジニウムで菌の増殖を抑制するように材料を設計した。
CPFは市販されていないため，市販の塩化セチルピリジニウム（CPC）を用いてCPFへの変換を試みた。CPC溶液に10倍モル量のフッ化カリウムまたはフッ化ナトリウムを溶解した後に冷却することにより，38%のCPFと62%のCPCの混合物を得ることができた。また、CPC溶液に等モル量のフッ化銀を添加した後に遠心分離して固液分離することにより、約100%のCPF溶液が得られることを明らかにした。さらに，このCPF溶液中にNa 型モンモリロナイトを添加・撹拌することにより層間にCPF分子を挿入できた。このCPF担持モンモリロナイト（CPF-mont）を蒸留水に添加すると，CPF分子が溶出することを明らかにした。
合成されたCPF-mont単体と歯質接着用ボンディング材にCPF-montを添加した場合の抗菌性を検討した。CPF-mont単体およびCPF-mont添加歯質接着用ボンディング材は，CPF-montを添加していない群に比べて明らかな抗菌性を示した。さらにCPF-mont添加歯質接着用ボンディング材-象牙質界面の透過電子顕微鏡観察を行った。界面がきっちりと接着していること，歯質接着用ボンディング材部にCPF-montが存在することを確認した。
以上の基礎的知見は、今後、新しい機能性歯科材料を開発・実用化する上で、極めて有用であると考えられる。