矯正歯科用の新たなコーティング法を開発
―骨と矯正器具との結合時間3分の1に短縮
:物質・材料研究機構/東京医科歯科大学

手術後4週間の組織標本写真。上の二つは黒く見えるチタン材料と骨組織(茶色く染まっている)の間にピンク色に染まっている軟組織が介在しているが、下のHAp/Colでは材料と骨が直接結合している(提供:物質・材料研究機構)

 (独)物質・材料研究機構と東京医科歯科大学は4月8日、歯科矯正器具と骨との結合がこれまでより3倍速くなる金属コーティング法を開発したと発表した。結合時間の短縮で早期に矯正治療を開始できるため、患者の負担軽減が見込めるという。

 

■従来のコーティング材と同程度のコスト

 

 骨と結合する能力があるチタンやチタン合金が歯の矯正に用いられているが、骨との結合が十分な強度に達するまでに時間がかかることから、骨と親和性の高い水酸アパタイト(HAp)をチタン系材料表面にコーティングして結合時間の短縮が図られている。
 しかし、骨膜下デバイスと呼ばれる矯正器具では、骨形成に必要な細胞が動員されにくい骨の表面で、骨と結合する必要があるため、これまではHApコーティング処理しても、治療に使えるような強固な結合状態になるまでに3カ月程度要した。
 新技術はこの短縮化に成功したもので、骨膜下デバイスの材料であるチタンに、水酸アパタイト/コラーゲン骨類似ナノ複合体(HAp/Col)と名付けられた材料をコーティングする。
 HAp/Colは物材機構と医科歯科大の共同研究チームが世界に先駆けて開発した人工骨材料で、コラーゲン繊維の上にHApのナノ結晶が向きをそろえて並んでいる骨のナノ構造を人工的に再現したもの。今回これをチタン材のコーティングに応用した。
 HAp/Colをコーティングした材料と、HApをコーティングした材料、未処理の材料をそれぞれ動物の骨膜下に埋植し比較実験したところ、HAp/Colコーティング材の骨との接合強度は、HApコーティングの2.5倍、未処理材に比べると5倍以上大きく、また、チタン材を骨が周りから覆う骨被覆率が一定の値に達するまでの期間は、従来の12週(3カ月)から4週(1カ月)へと、3分の1に短縮された。HAp/Colでは常に安定した結合が得られることも認められたという。
 従来のHApコーティング材と同程度のコストで作製できる可能性があり、研究チームは今後企業と組んで実用化を目指したいとしている。

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