生体活性・生体吸収性複合セラミックスの新規開発と象牙質・歯髄複合体再生誘導能検証

生物活性/生物可吸收复合陶瓷的新进展及诱导牙本质/牙髓复合体再生能力的验证

• 批准号: 22K21046
• 负责人: 村田 一将
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: Kyushu Dental College
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-08-31 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K21046/
• 关键词: バイオセラミックス; バイオアクティブガラス; ゼラチン・ハイドロゲル; 象牙質・歯髄複合体; 再生療法; 生体活性・生体吸収性複合セラミックス

本研究の最終目標は、象牙質・歯髄複合体再生用スキャフォールドとして応用可能な新規生体材料を開発し象牙質・歯髄複合体の再生療法を確立することにある。これまで申請者はBioactive Glass（BG）配合生体材料の開発を進めており、その成果の一部はBG配合歯内療法用多用途製材として臨床応用されている。本研究では、BG配合生体材料の開発をさらに発展させ、生体活性バイオセラミックスであるBGおよび生体吸収性バイオセラミックスであるβTCPから両者の特徴を併せ持つ粒子（BG-βTCP複合粒子）を作製し、成長因子徐放能を有するゼラチン・ハイドロゲルとBG-βTCP複合粒子を組み合わせたBG-βTCP複合粒子配合スキャフォールドを開発することを目的としている。2022年度は作製したBG-βTCP複合粒子の作製と性能検証を開始した。BGおよびβTCP粒子粉末を所定の比率（4:1、1:1、1:4）で混合後、900℃にて熱処理してBG-βTCP複合粒子を作製した。XRD法により作製した複合粒子の結晶分析を実施した結果、900℃の熱処理によりBGは結晶化しケイ酸カルシウム系化合物へ相転移していることが確認された。また、各複合粒子を精製水中に浸漬した時のpH変化測定の結果、各複合粒子はBG（pH 10.5）とβTCP（pH 8.0）の間の値（pH 9.6～10.0）を示すことを明らかにした。各複合粒子を培養液に浸漬することで抽出液を作製した。各複合粒子からの抽出液を用いて象牙芽細胞様細胞に対する細胞毒性をBG単独と比較した結果、特定割合で混合した複合粒子では細胞毒性がBG単独と比較して低いことを明らかにした。また、ALP染色によりALP活性に対する影響を比較した結果、コントロール群との間には染色強度の差は認められず、象牙芽細胞様細胞の細胞分化初期に明らかな影響を及ぼさないことを明らかにした。現在、複合粒子の性能に及ぼす熱処理温度の影響を検証している段階である。

本研究的最终目标是开发一种新的生物材料，可用作牙本质/牙髓复合物再生的支架，并建立牙本质/牙髓复合物的再生疗法。迄今为止，申请人一直在开发含有生物活性玻璃（BG）的生物材料，部分成果已作为含有BG的牙髓治疗多用途材料应用于临床。在本研究中，我们进一步开发了含有BG的生物材料，并从生物活性生物陶瓷BG和生物可吸收生物陶瓷βTCP中创建了具有两者特性的颗粒（BG-βTCP复合颗粒）。开发含有BG-βTCP复合颗粒的支架，该支架是具有因子缓释能力的明胶水凝胶与BG-βTCP复合颗粒的组合。 2022财年，我们开始BG-βTCP复合颗粒的生产和性能验证。将BG和βTCP粒子以规定的比例(4:1、1:1、1:4)混合后，在900℃下进行热处理，制作BG-βTCP复合粒子。通过XRD法对得到的复合粒子进行晶体分析，结果确认，通过900℃的热处理，BG结晶化，相转变为硅酸钙系化合物。另外，测定将各复合粒子浸渍于精制水中时的pH变化的结果可知，各复合粒子表现出BG(pH 10.5)与βTCP(pH 8.0)之间的值(pH 9.6～10.0)。 。通过将各复合颗粒浸入培养液中来制备提取物。使用每种复合颗粒的提取物，我们比较了单独使用 BG 对成牙本质细胞样细胞的细胞毒性，发现以特定比例混合的复合颗粒的细胞毒性低于单独使用 BG 的细胞毒性。另外，通过ALP染色比较对ALP活性的影响，结果发现对照组和对照组之间的染色强度没有差异，表明对细胞分化的早期没有明显的影响。成牙本质细胞样细胞。我们目前正处于验证热处理温度对复合颗粒性能影响的阶段。