2019 Fiscal Year Annual Research Report
Formation of functional dental materials by inorganic-organic fusion and their surface properties
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17K11776
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
大川 成剛 新潟大学, 医歯学系, 准教授 (80143791)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
青柳 裕仁 新潟大学, 医歯学系, 助教 (30460140)
金谷 貢 新潟大学, 医歯学系, 助教 (40177499) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 接着 / 表面改質 / PEEK / UV光重合開始剤 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
無機有機融合体を次世代型生体材料として応用する目的でポリエーテルエーテルケトン(PEEK)と炭素繊維およびガラス繊維で強化したPEEK (それぞれCPEEK，GPEEKと称す)の表面特性と接着強さについて検討してきた．これらの材料の表面にヘリウム大気圧プラズマ(PL)と紫外線(UV)光を照射して表面改質した．改質後のPEEKおよびGPEEKでは，表面エネルギが増加し，接着強さも有意に増加した．ただ，UV光を照射したCPEEKでは，接着強さに有意差がなかった．また，X線光電子分光法による結果から，PL改質では表面にOH基とCOOH基が，UV改質ではOH基の生成がそれぞれ確認された．これらの基が接着性レジンと化学的に結合することで接着強さが向上すると推察された．
さらに，光化学反応による表面改質を検討した．PEEKの接着面にUV光重合開始剤を含むメチルメタアクリレート(MMA)を塗布しUV光（波長365 nm）照射する改質である．改質後にMMA系接着剤を用いて接着し，圧縮剪断接着強さ試験により接着強さを評価した．実験した範囲内では，UV光重合開始剤Phenyl bis(2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide (BTMPO)をMMAに溶解した0.4 wt% MMA調整液を用いて，UV光照射時間20 sの場合，接着強さは20.5±1.0 MPaであった．これよりも照射時間が短いと，その接着強さは低下した．調整液を塗布したPEEK表面にUV光を照射するとPEEKのエステル結合およびカルボニル結合が解離され，同時にMMAが重合する際に解離された結合末端とグラフト重合すると推測された．強固な接着強さが得られた理由はここにある．以上のように，無機有機融合体の表面改質と接着機構が明らかになり，PEEKの無機有機融合体の臨床応用への可能性が示唆された．
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