日本歯科大学附属病院では、基本的診療能力の獲得に加え、全人的な医療の実現による安心・安全な歯科医療を提供できる歯科医師を養成することを目的とし、診療中に患者が感じる負担を動作や音声を用いて的確に術者へ反映できる患者ロボットを歯科臨床教育へ適用させることを考案した。今回は、平成17年度採択文部科学省補助金（医療人ＧＰ）により開発した患者ロボットの機能や実際の歯科臨床研修への応用例について供覧する。

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咀嚼（そしゃく）とは、摂取した食べ物を口腔内で細かく噛み砕くことを言います。最近の研究では、この単純な作業が、食べ物の消化や吸収を助けるだけでなく、顎や歯の発育、脳の活性化、肥満防止等、様々な効能をもたらすことがわかってきました。今回、ご紹介する「カミングダイエット」は、肥満治療に用いられる咀嚼法をヒントに、昨今、問題となっているメタボリックシンドロームの予防、改善を目的として開発しました。

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ロボットやマイクロマシンなど最先端のメカトロニクスを用いた未来医療ツールの中で、新原理や新概念にこだわった研究を推進してきた。光で作製し、光で動かす数ミクロンのロボットハンドで生細胞を操作し、今や細胞から反力まで計測できるようになった。 また欧米のマイクロ化学デバイスと違い、レゴキットのようにユーザが好きなように短時間で各種化学装置を構築できる化学ＩＣチップの生化学合成、分析、分離回収応用も紹介する。 最後に、日本の医用工学の進展を加速するための研究者養成戦略を提案したい。

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ビニルエステル（VE)とポリメタクリル酸エチル（PEMA)を混和することより調製したアルコールを含まない試作粘膜調整材の水中浸漬時における動的粘弾性挙動変化をレオメーターで測定し，代表的な4種類の市販粘膜調整材の動的粘弾性挙動変化と比較検討した．全ての市販粘膜調整材の動的粘弾性挙動は数日間で大きく変化したのに対して，VE/PEMA系試作粘膜調整材の動的粘弾性挙動は殆ど変化しなかった．

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4-META/MMA-TBBレジンの骨との接着および組織反応を評価する目的で、ラット頭蓋骨面を10％クエン酸3％塩化第2鉄溶液で処理後レジンを接着、1日～12ヶ月後にLEM、SEM、TEMで観察した。その結果、12ヶ月後もレジンと骨の界面に樹脂含浸層が観察され、骨にも大きな変化はなかったことから、4-META/MMA-TBBレジンは骨に対して長期間良好な接着性と生体親和性が維持されると考えられた。

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鱗片状ガラスフレークを歯科用コンポジットレジン(CR)のフィラーとして使用し、高流動性CRを試作し、その物性を評価した。得られたCRは一般的な破砕型ガラスフィラーと比較して、高い透光性と流動性を持ち、硬さ・圧縮強さは同程度であった。従って鱗片状ガラスフレークをフィラーに用いることにより、機械的特性を低下させず、流動性と審美性を高めたCRが得られることが判明した。

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希土類イオンをドープしたY2O3粒子は、近赤外光を励起光とし多段階励起を経て可視発光をするアップコンバージョン(UC)現象を示す。そこで、このY2O3粒子を歯科用CRに多量に混合し、光散乱の少ない近赤外光を照射することで得られる各粒子からのUC発光をレジンの重合に利用することでより重合深度の深いセラミックコンポジットレジンの開発を行なった。

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市販品のファイバーポストは長繊維とマトリックスレジンで成形されている．そのマトリックスレジンは熱硬化性樹脂であり，築造用レジンの接着には不安がある．また，試験片形状が接着強さに与える影響についての報告は少ない．そこで，マトリックスレジンの異なる試作ファイバーポストと築造用レジンを用いた試験片を異なる試験方法で評価し，接着強さを測定した．試験方法の違いによる接着強さを比較検討した．

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ワンステップ接着システムの接着機構は，セルフエッチングプライマーシステムと同様と考えられているが，その詳細については不明な点が多い。そこで，エナメル質に対するこのシステムの接着機構を解明する一環として，そのヌレ性に着目した。アドヒーシブの塗布時間および被着エナメル質の表面粗さを変化させて，接触角の測定からヌレ性について検討を行うとともに考察資料としてSEM観察を行った。

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本研究では、象牙質接着強さを正確に測定するために、象牙質接着試験片モデルを考案し、種々の試験片における morphology について提案した。すでに、著者らは、接着強さには接着界面上に平行に働く応力と垂直に働く応力があることを明らかにしているので、象牙質接着強さ及び破壊強さへの試験片 morphology の影響を明らかにできると考えている。すなわち、はじめに従来の試験片（円柱状）とその破壊強さの結果について、次にマイクロ試験における接着層と接着界面を含む接着領域と接着強さについて検討した。計算方法として、著者らが提案したマイクロメカニックス（レジンマトリックス内に弾性率の異なる介在物がある複合体を考える）を用いて行った。その結果、象牙質接着強さの大きさから接着領域の影響を調べることができ、次いで最適な象牙質接着試験片における計算モデルと morphology を決定して、試験片の最適化を求めることができた。　

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樹脂含浸層に抗菌性を付与する試みとして、コラーゲン層でのリゾチームの吸着・脱着過程と結合状態を、QCM-Dを用いて調べた。リゾチームは静電結合により荷電表面に結合することを利用して、pHに応じて荷電状態の変化するコラーゲンに対して中性条件下（健常な口腔内状態に相当）では結合し、酸性条件下（齲蝕菌代謝物としての酸の影響に相当）では遊離することを検証した。

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本研究では，Ti-6Al-7Nb合金を摩擦摩耗表面近傍に導入されるダメージについて，マイクロビームX線を用いた粉末回折による非破壊解析を行った．
その結果，α相とβ相共に，摩耗による回折ピークの広がりが確認され，α相の結晶配向が起こった．β相では格子定数の上昇，あるいはより大きな格子定数を持つβ2相の出現が見られた．FWHM解析結果では，FWHMの広がりは主に表面変形による事を示唆しており，β相により大きい歪みが導入されていた．

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A major change in dental practice worldwide has been possible through the use of titanium implants. Light, strong and totally biocompatible, titanium is one of few materials that naturally match the requirements for implantation in the human body. Amino acids are the typical building blocks of biological molecules. They can be used as model molecules for adsorption of proteins on various surfaces. Glycine is the simplest structural block of protein and the smallest amino acid molecule. Protein adsorption is a very complicated process as it is regulated by numerous factors like pH, surface roughness, chemical composition, etc. A better understanding of adsorption properties of glycine on electrode surface is very important to elucidate the mechanism of complex metal-protein interactions. In addition, electrodeposited glycine could be used for base structure for immobilization of biofunctional molecules. In our work investigation of influence of pH of electrolyte and time on electrodeposition of glycine to titanium surface was carried out. Summary: This study illustrates the changing of the pH of electrolyte and time of interaction leads to a change of thickness of glycine layer and the direction of the amino acid immobilized by electrodeposition to titanium surface.

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前回の理工学会において、義歯洗浄剤を模倣したアルカリ性環境における過酸化水素含有溶液中での短時間の浸漬による純チタンの変色および腐食について、変色性、光沢度、表面構造を報告した。本研究では、純チタン、Ti-6Al-4V合金およびTi-6Al-7Nb合金について、溶液中の過酸化水素濃度が異なる場合の電気化学的腐食挙動について調べ検討した。

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金属チタン表面に凹凸加工と熱処理という至って簡単な処理を施すだけで、体液を模倣した環境下において、加工した溝の内部でのみ自発的な骨類似アパタイトの析出現象が観察された。これは体内で骨と直接結合する能力を有するバイオガラス等の一部の生体活性セラミックスにみられる性質と同等であることから、本手法はチタン系インプラントの骨伝導性を向上させる技術になり得るのではないかと期待される。

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7種類のTi-Ag系合金（5, 10, 20, 22.5, 25, 27.5, 30 mass% Ag）とチタンを溶製した。それらの鋳造体の引張強さ、耐力、伸び、硬さ、弾性率、金属組織を調べた。各試験結果と金属組織を比較し、歯科CAD/CAM用Ti-Ag合金の機械的性質に及ぼすAgの添加効果について検討した。

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ペースト型歯科鋳造用埋没材の試作にあたり、油脂性材料を利用する方法を試みたところ、物性は良好であるが保管性と流動性に問題があった。今回はコロイダルシリカに着目し、保管性に優れるペースト型埋没材の試作を検討する。

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　現在，歯科鋳造にはセラミックスウールが多用されているが，石綿代替材料の溶解性と肺内滞留性および発癌性が懸念されている。そこで今回，演者らは生体溶解性材料を用い，歯科鋳造用リングライナーへの利用の可能性について検討した。その結果，セラミックスウールと生体溶解性材料との間に大きな差は認められなかった。

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金銀パラジウム合金に対して比較的高温で溶体化処理を施した場合、溶体化時効処理した場合とほぼ同等の硬さ上昇が生じると報告されている。しかし、その特異硬化機構に関しては未だ不明な点が多い。そこで、本研究では、液体急冷凝固法にて鋳造した金銀パラジウム合金および比較材として同合金圧延材を用い、後熱処理によるミクロ組織変化と力学的特性との関係を調査・検討した。

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食品添加物の一つであるドロマイトから，炭酸カルシウム粒子中にナノサイズの酸化マグネシウムを析出させた複合微粒子を作製し，大腸菌及び黄色ブドウ球菌に対する抗菌活性を調べた。その結果，酸化マグネシウムの析出に伴って抗菌活性は増大し，複合微粒子の濃度の増加により活性が増大することが明らかになった。

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本研究では、イットリウム添加部分安定化型ジルコニアとセリウム添加部分安定化型ジルコニア／アルミナ複合多結晶体の低温劣化に与えるサンドブラストおよび熱処理の影響を２軸曲げ試験にて評価したので報告する。放置期間は、それぞれ生理食塩水中に80℃、30日間、4％酢酸中に80℃、30日間、オートクレーブに121℃、10日間とした。

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Amino acids are reported to be effective regulators in HAp formation. We synthesized hydroxyapatite with different molarity of amino acids (glycine and serine) and characterized the different physico-chemical properties of HAp-Gly and HAp-Ser. FTIR data confirmed that the Gly and Ser were included in the HAp. Adsorbed amount of protein (Cytochrome c, Bovine serum albumin) was more onto HAp-Gly and HAp-Ser than HAp. These data suggested that the presence of Gly and Ser during synthesis of hydroxyapatite would regulate its structure and surface chemistry.

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炭酸アパタイトブロックは、自家骨と同様に骨リモデリングサイクルにより生体骨に置換される人工骨補填材として期待される。本研究では、成形性の付与と炭酸基の導入を目的として、第二リン酸カルシウムと炭酸カルシウムの混合粉末を蒸留水で練和し、100Cの100%相対湿度下で水熱反応することにより、炭酸アパタイトを調製した。6時間水熱処理することによって、形態を保持したまま、組成は炭酸アパタイトに変化することが分かった。

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ヒト単球様細胞(THP-1)をPMA配合培地でマクロファージに分化させ500 micro-mole/Lの銅イオン（Cu²⁺）を配合する培地で1日間培養したところ細胞生存率は10%となった。この細胞のDAPI染色から核の形態変形が確認され、DPPP染色から細胞内の酸化的脂質損傷を確認した。TEM/EDX観察の結果、この細胞は泡沫化し、核内に銅イオンを集積することが判明した。銅イオンは核を損傷し細胞の退行性変化を生じたと考えられた。

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カーボンナノチューブは生体親和性に優れた材料である。そこで本研究では、カーボンナノチューブをポリスチレンディッシュに薄層コートし、細胞培養を検討した。再生医療分野で望まれている低血清培地での細胞培養を検討した結果、他の市販されている細胞培養用ディッシュと比較し、明らかに高い細胞増殖率を示すことが判明した。この増殖率促進は、カーボンナノチューブのナノ構造およびタンパク吸着特性によるものと考えられる。

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（日本語） メチルメタクリレート（MMA）は生体材料として臨床応用されているレジン系材料の一つであるが，重合時の発熱や残留モノマーによるアレルギーなど多くの問題がある．PEMA-TSA/HXレジンはこれらの問題点を改善を計ったものである．本実験では，重合時に加圧成形したPEMA-TSA/HXレジンのin vitroでの生体適合性試験および，in vivoにおいける生体親和性試験を行い，既存のMMA系レジンとの比較を通して，代替材料としての有効性を検討した．

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口腔内に装着した義歯を水にいてた後，超音波洗浄機にかけて菌液を作製した．この菌液をガラスボトムディッシュに滴下した後，顕微鏡下で竹エキスを滴下して菌の動きを観察して抗菌性について検討した．

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ジルコニアセラミックスは高強度セラミックス材料として、歯科応用されつつある。本研究はインプラント材料としての可能性を検討するため、骨芽細胞様細胞の初期付着におけるジルコニアの表面粗さの影響について検討した。

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HA/β-TCP複合体をポーリング処理し、表面の極性が骨伝導能および骨原性細胞の活性におよぼす効果を比較検討した。日本白色家兎を用いてポーリング処理したHA/β-TCP複合セラミックス円柱体を大腿骨に埋入した。埋入後3、6週で周囲の骨を含めて試料を採取し、組織形態学的に周辺部の骨形成を評価した。ポーリング処理したHA/β-TCP複合セラミックスの表面において、より活発な骨再生が見られた。

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ヒトの骨は、外則に皮質骨、内部に海面骨の構造体となっている。皮質骨は機械的強度に優れており、海面骨は骨髄組織として生体反応に富んでいる。この骨を人工的に再現することを目的として研究を行った。ハイドロキシアパタイト(Hap)とβTCPを用いて、Hap=100%、βTCP=0%を皮質骨とし、Hap=0%、βTCP=100%を海面骨として、配合率および気孔率を皮質骨と海面骨相当間で変化させた傾斜機能材料を作製した。今回は、積層方向に傾斜率を変化させた試験体について報告する。

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歯科修復に対する審美的な要求の高まりと、CAD/CAMシステムの発展により高強度オールセラミック修復コア材料としてジルコニアの使用が増加している。しかし、ジルコニア修復材料の接着方法について未だ確立されていない。そこで今回、ジルコニアに対するレジン系セメントの接着強さを評価した。

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海外製の歯科用磁性アタッチメントは、国産の磁性アタッチメントに比べ、内部構造や材質など不明な点が多い。本研究では、収集可能な海外製の磁性アタッチメントについて、それらの内部構造と材質を調べ、国産の磁性アタッチメントと比較した。海外製は、インプラント用が主であり、Nd-Fe系磁石をチタンおよびTi-6Al-4V合金で密封し、磁石同士の吸引力を利用した磁気回路を持たない構造が多かった。

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ホウ素および窒素をCo-Cr-Mo合金に添加し，その組織と機械的特性を調査した．ホウ素と窒素を添加したCo-29Cr-6Mo合金は、典型的なデンドライト組織を有しており、その主構成相はγ相である．この傾向は室温でのε相の形成を抑制していることを示している． 引張試験の結果から、同時添加材の応力―ひずみ曲線は窒素添加材とホウ素添加材の形状は異なることが明らかになった．

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ZrはTiと類似した機械的・化学的性質を示す一方、擬似体液中でリン酸カルシウムを形成しない。したがって、Zrやその合金は骨との癒合を制御できるチタンの代替材料として期待される。一方、ZrはTiとは異なる腐食挙動を示すため、局部腐食感受性に十分注意して合金設計をしなければならない。本研究では、NbおよびTa添加が及ぼすZr基合金の擬似体液中における腐食挙動への影響を明らかにした。

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欧州では，オゾン化オイルは古くから皮膚疾患やカンジタ症などの治療に使用されている。 オゾン化オリーブオイルの製造方法は，約80％のオレイン酸を含有する原料のオリーブオイルに対して約16wt％のオゾンの導通量で行っていた。このオゾン化オイルの製造には50時間以上の合成が必要であった。筆者らのオゾン吸蔵材の特許を利用して、オゾン化オイル吸着シートを数時間で製造できる装置を原理試作し、国際歯科材料会議2007で報告した。本研究は，このオゾン化オイル吸着シート製造装置をさらに改良したので報告する。

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トクヤマデンタル社の１ボトル１ステップ型ボンディング材Bond ForceとEsteliteΣを併用して39症例の歯頸部欠損に充填を行い、ADAのインストラクションに従って、その臨床経過を修復後18ヶ月まで観察したところ、術後不快症状は全くみられず、修復時の良好な状態を維持していることが確認された。このことから、本システムは歯頸部欠損症例に対して非常に有効なシステムであることが示唆された。

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ナノテクノロジーは、新しい学問、科学技術領域であり、社会経済の発展、人々の生活水準の向上等への貢献は非常に大きいものと期待されている。化学，工業界ではナノテクノロジーなくしては，技術開発は語れない状況にある。一方、歯質接着の領域では今までは用いられていなかった。今回、白金ナノコロイドを利用し、4META-MMA/TBBレジンの歯質接着へ応用したのでここに報告する。

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工学の知識を医学に応用して、生体に近いモデル・ケースとして、ヒト下顎骨の臼歯部が正中矢状面と傾斜しているモデルを用いて、咀嚼活動時にヒト下顎骨に作用する力の解明のため構造力学的解析を行った。モーメントの回転のため行列を用い、下顎骨に作用する力の剪断力図、曲げモーメント図、ねじりモーメント図を得た。この方法によって、生体に近い形態を有するモデルを解析することが可能になった。

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スパッタ法を用いてインプラントおよび矯正用材料等に用いられているチタン（Ti）を基本周波数27MHzのQCM基板上にコーティングしてQCM Tiセンサを作製した．そして，そのセンサを用いて蛋白吸着量を従来の5MHzのQCM Tiセンサと比較したところ吸着量が有意に上昇した．

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本研究では、歯学部学生のスキル習得の根本である力覚を仮想実体感により手元で感じられる力覚デバイスを用いた革新的な高度実習システムを構築し、スキル習得を支援することを目的としている。今回は、これまで開発してきた3次元歯列ボリュームモデルの表現法をポリゴン方式から、より精確な変形・力生成が可能となるボクセル方式へと変更し、計算時間の検証を行ったので報告する。

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本研究では歯学部学生のスキル習得の根本である触覚を仮想実体感により手元で感じられる触力覚デバイスを用いた革新的な高度実習システムを構築し、スキル習得の支援を目的としている。 　今回、力覚を呈示する上で異なる物性値を設定できるように、う蝕歯のマイクロCTデータからエナメル質、象牙質、歯髄を領域抽出し３層構造のボリュームモデルを作成した。さらに本モデルを組み込んだレストモデルを造形したので報告する。

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近年、オールセラミックスによるワンピース構造のロングスパンブリッジの臨床応用が進んでいる。その中にジルコニアフレームに陶材を焼き付ける手法があるが、前装部の機械的強さや破損時の修理のしにくさなどの問題がある。今回の研究では、ジルコニアフレームにマシナブルセラミックスをレジンセメントで接着した補綴物を作製する事を想定し、ジルコニアに対するマシナブルセラミックスの接着強さを調べた

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骨の無機成分を模倣した炭酸アパタイトブロックは、自家骨と同様に骨リモデリングサイクルにのって生体骨に置換される人工骨補填材として期待される。本研究では、成形性の付与と炭酸基の供給を目的として、半水石膏とカルサイトの混合粉末を原料とし、リン酸塩水溶液中での水熱処理反応により、炭酸アパタイトを調製した。水熱処理によって、形態は保持したまま、組成は炭酸アパタイトに変化することが分かった。

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歯科用貴金属合金の耐食性を調べるのに、電気化学測定のサイクリックボルタンメトリー（CV）が一般に使われている。今回、耐食性の新規パラメーターの導出を検討するため微分パルスボルタンメトリー（DPV）での結果を解析した。DPVはCVに比べ測定感度が優れており、微量分析に適するなど利点も多い。CVとの比較、DPVで得られた情報、また耐食性の新規指標となる可能性があるもの等を報告する。

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リン酸オクタカルシウム/Collagen（OCP/Col）複合体のラット頭蓋冠上骨膜下埋入による骨造成能を検討した。同部位は骨膜・皮下組織によるメカニカルストレスを受ける部位と考えられることからPTFE-ringを併用し徐圧効果も確認した。経時的な組織の定量および骨芽細胞関連遺伝子の解析から、OCP/Colは優れた骨造成能を示した。また骨造成能はメカニカルストレスに関係することが示唆された。

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現在チタンインプラント表面に骨伝導性を付与するために様々な方法が検討されている。その中でもチタンインプラント表面へのHAコーテングが最もよいとされている。しかし、骨アパタイトは化学量論組成のHAではなく、結晶格子に炭酸イオンを含有するCAである。 そこで今回、チタンインプラント表面にCAをコーティングする手法について検討したので報告する。

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液中放電法を用いてチタン表面にＴＣＰとＨＡのナノ結晶をコーティング処理し，各試料上で骨芽細胞様細胞を培養した．ナノ結晶と細胞外マトリクスの反応性を経時的に分析したところ，ＴＣＰサンプルではＨＡにくらべて反応性が高く，骨様複合体を析出することが明らかとなった.

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本研究では、これまでには無い性質をもった生体インプラント材の開発を目的とし、カーボンナノチューブ（CNTs）の生体親和性・電気伝導性に着目し、CNTsをコーティングしたシリコーンラバー上での細胞培養を行った。その結果、シリコーンラバーの表面をCNTsでコートすることで高い細胞増殖性を付与することができた。またコーティングしたシリコーンは高い電気伝導性を示し、培養細胞に電気刺激を与えることが可能であった。

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　演者らは、優れた殺菌効果を瞬時に示し、電解酸性水よりも金属腐食への影響が小さい電解中性水の応用範囲を拡げるために、寒天ゾル添加によるジェル化の開発およびその改良を行ってきた。本実験では試作ジェルを元に、次亜塩素酸濃度および寒天濃度を変えた改良型ジェルの殺菌効果を詳細にするために、接触する菌液との量比および濃度の変化による影響を調べ、改良型ジェルの臨床への応用について検討した。

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今日まで補綴修復装置の適合状態を確認するにあたり，クラウンの断面形態や歯頸部の浮き上がりなどから適合精度の評価をする事が主流であった．本実験では，μCT画像と三次元座標測定を用いて，補綴物の適合精度を非破壊試験法にて評価し検討した．

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