PJDを用いたフッ素化アパタイト成膜による歯質への機能性コーティングに関する研究

本研究では，PJD法に用いるHA粒子合成過程でフッ素を添加し，歯質上にフッ素化アパタイト（FHA）膜を生成することにより，フッ素徐放による齲蝕抑制，歯質強化等の機能を付与した新たな歯科治療開発に資するため，その基礎研究としてFHA粒子の合成方法および最適成膜条件を模索し，さらに擬似口腔内環境におけるFHA膜の特性を解明する．平成29年度は，FHA粒子の合成と最適FHA成膜条件の検討を行った．HAの前駆体である非晶質リン酸カルシウム（ACP）を用いて，ACPからHAへの転化の際にF-イオンを添加させてFHA粒子の合成を図った．pH 11.2の硝酸カルシウム・四水和物（Ca(NO3)2・4H2O）水溶液とpH 9.5のリン酸水素二アンモニウム（(NH4)2HPO4）水溶液を，Ca/P = 1.67となるように混合し，沈殿生成後，濾過，アンモニア洗浄し，凍結乾燥してACP粒子を合成した．ACP粒子を異なる濃度（0-200 mM）のフッ化ナトリウム水溶液中に投入し，室温にて撹拌後，濾過，洗浄し，40 ℃で乾燥後に1200 ℃で焼成してFHA粒子を合成した．FHA粒子の物理化学的特性をXRDを用いた組成分析，SEMを用いた形態分析，電極法によりF濃度を測定した化学分析を行い，100mMのフッ化ナトリウム水溶液中に投入することで，最もフッ素徐放性の高いFHA粒子の合成に成功した．次年度の予定であった最適噴射条件の模索にも着手したが，噴射時にPJD装置およびホース内にFHA粒子の目詰まりが生じ，効率的な成膜が困難な状況にある．追加で計上したファイバースコープを用いたホース内の粒子の観察と、ANSYS FLUENTによるコンピュータシミュレーションにより、現在、目詰まりの原因究明を図っている．

本研究では，PJD法に用いるHA粒子合成過程でフッ素を添加し，歯質上にフッ素化アパタイト（FHA）膜を生成することにより，フッ素徐放による齲蝕抑制，歯質強化等の機能を付与した新たな歯科治療開発に資するため，その基礎研究としてFHA粒子の合成方法および最適成膜条件を模索し，さらに擬似口腔内環境におけるFHA膜の特性を解明する．平成29年度は，FHA粒子の合成と最適FHA成膜条件の検討を行った．HAの前駆体である非晶質リン酸カルシウム（ACP）を用いて，ACPからHAへの転化の際にF-イオンを添加させてFHA粒子の合成を図った．pH 11.2の硝酸カルシウム・四水和物（Ca(NO3)2・4H2O）水溶液とpH 9.5のリン酸水素二アンモニウム（(NH4)2HPO4）水溶液を，Ca/P = 1.67となるように混合し，沈殿生成後，濾過，アンモニア洗浄し，凍結乾燥してACP粒子を合成した．ACP粒子を異なる濃度（0-200 mM）のフッ化ナトリウム水溶液中に投入し，室温にて撹拌後，濾過，洗浄し，40 ℃で乾燥後に1200 ℃で焼成してFHA粒子を合成した．FHA粒子の物理化学的特性をXRDを用いた組成分析，SEMを用いた形態分析，電極法によりF濃度を測定した化学分析を行い，100mMのフッ化ナトリウム水溶液中に投入することで，最もフッ素徐放性の高いFHA粒子の合成に成功した．次年度の予定であった最適噴射条件の模索にも着手したが，噴射時にPJD装置およびホース内にFHA粒子の目詰まりが生じ，効率的な成膜が困難な状況にある．追加で計上したファイバースコープを用いたホース内の粒子の観察と、ANSYS FLUENTによるコンピュータシミュレーションにより、現在、目詰まりの原因究明を図っている．