パウダージェットデポジション法による歯質・生体材料間の新インターフェイス創成

使用粉末喷射沉积方法在牙齿结构和生物材料之间创建新的界面

• 批准号: 17659603
• 负责人: 佐々木 啓一
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17659603/
• 关键词: powder jet deposition; ultra-fine particle; enamel substrate; abrasive jet machining system; high speed impact; locally energy release; mechanochemical reaction; hydroxyapatite thick film; powder jet deposition; ultra-fine particle; enamel substrate; abrasive jet machining system; high speed impact; locally energy release; mechanochemical reaction; hydroxyapatite thick film

本研究は,歯の主成分であるハイドロキシアパタイト(以下HA)微粒子を歯質上に高速で吹きつけ,接着材を介することなく直接HA厚膜を形成することで全く新しい歯質-生体材料間インターフェイスを創成し,新たな歯科治療を提案することである.本研究は大きく3グループ((1)PJD装置開発(2)HA開発(3)臨床試験,評価)に分けられる.(1)に関しては,歯科用PJD装置の試作を行った.HA粉体はガラス容器に窒素充填した状態で提供する方式とし,そこからサーボモータ駆動の微量供給ピストンを用いて押し出す方式を新たに考案した.また装置全重量は,歯科医師が常用可能な150から180gの範囲になるように小型軽量化を図った.(2)に関しては,HA粉合成条件を種々検討し,結晶性の高い粉体が合成でき,かつその粒度分布が2-3μmで一定になるような条件を見いだした.(2)によって合成したHA粉体を,(1)で試作した装置により噴射実験を行い,成膜状態を確認した.またその機械的性質,人工唾液中での形態変化等を観察した.(3)に関しては,(1),(2)で試作した装置並びに粉体を用いて,歯質上に噴射成膜した.新たに合成したHA粉が,安定して噴射することが可能となり,HA膜の生成も良好で,硬度はHV500程度であることを確認した.さらにSEM並びにTEMによる膜断面の観察を行った結果,均一な断面構造を持つHA粉体が,衝突により一旦数10nmの微粒子に粉砕され,再び再結合して膜形成がされていることが明らかとなった.またそのHA膜は,人工唾液中で放置してその形態変化を観察した結果,膜表面に新たな膜が堆積している状態が観察され,膜厚は実質,増加することが明らかになった.

这项研究涉及快速喷洒羟基磷灰石（HA）颗粒，这是牙齿的主要成分，在牙齿上，高速上，并直接形成厚的HA膜而无需粘合剂，在牙齿和生物材料之间产生全新的牙科处理，并提出新的牙科处理。这项研究可以大致分为三组（（1）PJD设备开发（2）HA开发（3）临床试验，评估）。关于（1），我们可以查看Dental PJD设备。制作了原型。 HA粉是在装有氮气的玻璃容器中提供的，并设计了一种使用伺服电动机驱动的小型电源活塞来挤出它的新方法。设备的总重量也减少到150至180克的范围，牙医可以使用。关于（2），可以研究HA粉末合成的各种条件，从而使高度结晶的粉末合成，并且粒径分布在2-3μm处恒定。我们发现了特殊的条件。使用（1）中产生的设备喷洒了（2）中合成的HA粉末，并确认膜形成状态。观察到它的机械性能和人造唾液中形态的变化。关于（3），使用（1）和（2）和粉末中产生的设备将膜喷涂到牙齿上。新合成的HA粉末可以稳定喷洒，HA膜的形成很好，硬度大约是HV500。此外，使用SEM和TEM对膜横截面的观察表明，具有均匀横截面结构的HA粉末曾经通过碰撞将其粉碎成几十nm的细颗粒，然后再次重新组合以形成膜。此外，HA膜被留在人造唾液中，以观察其形态变化，并且观察到一部新膜沉积在膜表面，并且膜的厚度大大增加了。