Establishing key aspects of non-drilling carious treatments based on quantum and X-ray beam technologies

基于量子和 X 射线束技术确定非钻孔龋齿治疗的关键方面

• 批准号: 20H00552
• 负责人: 林 美加子
• 金额: $ 28.45万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H00552/
• 关键词: 根面う蝕; 象牙質; PIXE/PIGE; イオン分布; バイオミネラリゼーション; う蝕; μCT; 耐酸性; 口腔科学; 量子ビーム; X線光電子分光法; PIXE/PIGE法; 動物モデル; ミネラル密度; X線結晶回折法; Ｘ線光電子分光法

本研究は、従前の歯科臨床をバイオミネラリゼーションを基軸とした生物学的なう蝕予防・治療へと大きく変換させるという理念のもと、量子・X線ビームを応用した原子・電子レベルの超精密構造・機能解析によって、う蝕の発症および進行抑制に歯質構成元素が如何なるメカニズムで相互に作用しながら関与しているかを解き明かすことを目的としている。2020年度から2021年度は、in vitroにてヒト大臼歯の象牙質にCa、 F、Sr、Zn、Cu、Mgの配合率を調整したセメント材を1-3ヶ月間作用させた後、歯質構成元素の抗う蝕性の評価を、試験前後でのμCTによるミネラル密度の変化に続いて、PIXE/PIGE法、X線結晶回折、X線光電子分光法によ ってイメージングし、元素分布・濃度および化学結合を分析した。その結果、象牙質に取り込まれたZnがOと共有結合を形成することで、歯質の耐酸性が向上することがわかった。2021年度から2022年度は、in vitroの方法を、in vivoラットう蝕治療モデルに作用させて、歯質構成イオンがエナメル質および象牙質に取り込まれる様相を、μCTによるミネラル密度の変化とPIXE/PIGE法にて検索する方法を確立した。まず、う蝕治療モデルの作成にあたっては、う蝕の部位および進行度を精確にコントロールすることができた。さらに、μCTによるミネラル密度計測では、実験前後の状態をin vivo条件での測定条件を確定し、PIXE/PIGE法にてin vivoう蝕モデルのマルチ元素の動態を経時的に測定することに成功した。さらに、う蝕病変の範囲をナノインデンテーションで規定し、う蝕の深度とイオン動態の相関を検討した。その後、浸透したイオンと耐酸性の相関をμCTおよびナノインデンテーション・PIXE/PIGE法にて検討した。

は this study, a former 従 の 歯 branch clinical を バ イ オ ミ ネ ラ リ ゼ ー シ ョ ン を basic shaft と し た biology な う corrosion to prevent, treat へ と big き く variations in さ せ る と い う concept の も と, quantum, X-ray ビ ー ム を 応 with し た atoms, electrons レ ベ ル の ultra-precision structure, functional analytic に よ っ て, corrosion う の 発 disease お よ び suppressed に 歯 が constitute elements such as What な る メ カ ニ ズ ム で interaction に し な が ら masato and し て い る か を solution き Ming か す こ と を purpose と し て い る. 2020 にてヒト ら2021 にてヒト, in vitroにてヒト large abulum 歯 <s:1> dentin にCa F, Sr, zinc, Cu and Mg を の cooperate rate adjustment し た セ メ ン ト material を 1-3 さ ヶ month interaction せ た, 歯 qualitative elements after の う erosion resistance の review 価 を, before and after the test で の mu CT に よ る ミ ネ ラ の ル density variations change に 続 い て, PIXE/PIGE method, X-ray crystallization inflexion, X-ray photoelectron spectrometry に よ Youdaoplaceholder0 って メ って ジ ジ ジ グ た, element distribution and concentration および chemical combination を analysis た た. そ の results, dentin に take り 込 ま れ た zinc が O と mutual combination を form す る こ と で, mass 歯 の acid が upward す る こ と が わ か っ た. 2021 を ら2022 を, in vitro <s:1> method を, in Vivo ラ ッ ト う erosion treatment モ デ ル に role さ せ て, 歯 qualitative composition イ オ ン が エ ナ メ ル qualitative お よ び dentin に take り 込 ま れ る を others in phase, mu CT に よ る ミ ネ ラ の ル density variations change と PIXE/PIGE method に て 検 cable す を る method established し た. ま ず, う erosion treatment モ デ ル の made に あ た っ て は, corrosion う の parts お よ び for accurate に degrees を コ ン ト ロ ー ル す る こ と が で き た. さ ら に, mu CT に よ る ミ ネ ラ ル density gauge measuring で は, be 験 を の state before and after the in vivo conditions で の を determination conditions determine し, PIXE/PIGE に て in vivo う corrosion モ デ ル の マ ル チ element dynamic を の 経 に determination of す る こ と に successful し た. さ ら に, う erosion - の van 囲 を ナ ノ イ ン デ ン テ ー シ ョ ン で し, う corrosion depth の と イ オ ン dynamic の phase masato を beg し 検 た. そ の, soaked after し た イ オ ン と acid の phase masato を mu CT お よ び ナ ノ イ ン デ ン テ ー シ ョ ン PIXE/PIGE method に て beg し 検 た.

项目成果

X線ビームを用いた象牙質に導入した亜鉛の結合状態解析

使用 X 射线束分析引入牙本质的锌的结合状态

• 发表时间: 2021
• 作者: Yuki Tamakuma;Chutima Kranrod;Yuto Jin;Hiromu Kobayashi;Eka Djatnika Nugraha;Aoi Sanpei;Mizuki Kiso;Hiroki Hashimoto;Ryoju Negami;Masahiro Hosoda;Shinji Tokonami;内藤克昭，山本洋子，林 美加子
• 通讯作者: 内藤克昭，山本洋子，林 美加子

In-air micro-proton-induced X-ray/gamma-ray emission analysis of the acid resistance of root dentin after applying fluoride-containing materials incorporating calcium

应用含钙含氟材料后根部牙本质耐酸性的空气微质子诱导X射线/伽马射线发射分析

• DOI: 10.4012/dmj.2020-273
• 发表时间: 2021
• 期刊: Dental Materials Journal
• 影响因子: 2.5
• 作者: YAGI Kyoko;UEMURA Reo;YAMAMOTO Hiroko;ISHIMOTO Takuya;NAITO Katsuaki;ITOH Shousaku;MATSUDA Yasuhiro;OKUYAMA Katsushi;NAKANO Takayoshi;HAYASHI Mikako
• 通讯作者: HAYASHI Mikako

Partial Pulpotomy to Successfully Treat a Caries-Induced Pulpal Micro-Abscess: A Case Report

部分牙髓切除术成功治疗龋齿引起的牙髓微脓肿：病例报告

• DOI: 10.3389/fdmed.2021.678632
• 发表时间: 2021
• 期刊: Frontier in Dental Medicine
• 作者: Okamoto M;Duncan HF;Takahashi Y;Kuriki N;Matsumoto S;Hayashi M
• 通讯作者: Hayashi M

How best to treat root caries in the elderly: promising new approaches focused on dentin collagen and ion dynamics

如何最好地治疗老年人根龋：关注牙本质胶原蛋白和离子动力学的有前途的新方法

• 发表时间: 2022
• 作者: 飯田 倫公;髙石 篤志;岸之上 隆雄;森 久寿;山地 達也;谷本 匡史;大西 伸彦;廣畑 聡;Hayashi M
• 通讯作者: Hayashi M

Improvement of acid resistance of Zn-doped dentin by newly generated chemical bonds

• DOI: 10.1016/j.matdes.2022.110412
• 发表时间: 2022-02-04
• 期刊: MATERIALS & DESIGN
• 影响因子: 8.4
• 作者: Naito, Katsuaki;Kuwahara, Yasutaka;Hayashi, Mikako
• 通讯作者: Hayashi, Mikako