ゾル-ゲル法による歯科用有機無機複合材料に関する研究

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本研究では歯科材料としての応用を念頭においてゾル-ゲル法によりSiO_2骨格中に有機高分子を分散させた有機・無機複合材料を合成し、その機械的特性や生体適合性を調査、検討することを目的とした。合成においては、シリコンアルコキシドに添加する有機高分子をポリメチルメタクリレート(PMMA),ポリエチレングリコール(PEG),ポリビニルアルコール(PVA)及びポリビニルピロリドン(PVP)の4種類とし、有機溶媒として各種アルコール及びアセトンを使用して、均一な有機無機複合体が得られる条件を模索した。その結果PMMAは有機溶媒に対する溶解性が乏しいため複合化が困難であり、PVAとPEGは水溶性のため一旦はシリコンアルコキシドと均一な溶液となるもののゲル化の進行に伴って広範囲で分相が起こり、結果として均一な有機無機複合体が得られなかった。PVPは水に対する溶解性が高く、アルコール類にも若干溶解するためゲル化後も分相を起こし難く均一な有機無機複合体になるため、本研究の目的に適している事が判明した。PVPはシリコンアルコキシドとのモル比で1:1まで均一に混合する事が可能であり、得られたゲル体は通常のゾル-ゲル法によるゲルに比べ、やや柔軟性を有していた。ゲル化時の温度に付いては室温,40℃,60℃で実験を行い、高温ほどゲル化が早く進行した以外の影響は見られなかった。ヒト歯髄細胞を用いた細胞毒性試験では乾燥ゲルでは残留溶媒や未重合のシリコアルコキシドによると思われる毒性が見られたが、100℃以上で乾燥したゲルでは特に毒性は認められなかった。