Posted at the Institutional Resources for Unique Collection and Academic Archives at Tokyo Dental College, Available from http://ir.tdc.ac.jp/
Title
短波長紫外線の照射総エネルギーの違いによるチタンの
アルブミン吸着量および骨芽細胞接着数の変化
Author(s)
内山, 宙; 山田, 将博; 櫻井, 薫
Journal
歯科学報, 111(4): 425-425
URL
http://hdl.handle.net/10130/2577
Right
目的：埋入時のインプラント体への細菌付着は，骨 結合や軟組織の治癒に悪影響を与える。近年，短波 長紫外線（UVC）照射後のチタン表面では，物理 化学的変化が生じ，骨結合能が亢進されることが明 らかになった。それら物理化学的変化は細菌付着に 影響を与え得る。一方，長波長紫外線（UVA）照 射による光触媒効果を介した菌付着の抑制が知られ ている。そこで我々は UVC を照射したチタン表面 の細菌付着減少効果と，チタン表面への物理化学的 変化の影響を明らかにすることを目的に，UVC を 照射したチタンへの創感染の代表的な原因菌である 黄色ブドウ球菌の付着程度を評価し，UVA 照射表 面との比較，さらに紫外線照射によるチタン表面の 物理化学的変化の検証を行った。 方法：試料として機械切削面（MA）または酸処理 面（AE）の２種の表面形態を付与したチタンディ スクを用いた。紫外線未照射，UVC または UVA を５００KJ/cm２ にて４８時間照射したチタンディスク上 で Brain Heat Infusion 液体培地中に黄色ブドウ球 菌２０９P 菌株を培養した。培養１分後，３０分後およ び１時 間，４時 間 後，８時 間 後 に チ タ ン 表 面 を CTC 生菌染色後，蛍光顕微鏡観察および蛍光染色 面積率の計測によりチタン表面の黄色ブドウ球菌の 付着を評価した。また，物理化学的変化の評価とし て，濡れ性試験およびＸ線光電子分析装置（XPS） によるチタン表面の元素解析を行った。統計解析と し て，二 元 配 置 分 散 分 析 後 に Bonferroni 検 定 を 行った。 成績および考察：表面形態に関わらず，UVC 照射 チタン上の CTC 陽性面積率は，各培養時間におい て，未照射表面の値よりも低かった（ｐ＜０．０５）。 UVC 照射により，機械切削面上の菌付着は UVA 照射表面のそれと同程度まで減少した。しかし， UVA 照射による酸処理面の菌付着の減少は UVC 照射によるものよりも小さかった。UVA，UVC 照 射の両表面形態で，濡れ性を疎水性から超親水性へ と変化させた。チタン表面の炭素原子質量濃度は， 紫外線未照射で２０％を超えたが，UVA または UVC 照射後には１０％未満となった。これらの結果から， 表面形態に関わらず，UVC 照射は，UVA 照射と 同等以上に，チタン表面の黄色ブドウ球菌の付着を 減少させた。また紫外線照射による菌付着の減少に は，チタン表面の超親水性の獲得および炭素原子の 減少の関与が示唆された。 目的：短波長紫外線（UVC）の照射処理は，チタ ン表面の骨結合能を著しく亢進させることが知られ ており，それは光機能化と呼ばれている。しかしチ タン表面への UVC 照射量と表面改質効果の変化と の関連には未だ不明な点が多い。本研究の目的は UVC 照射総エネルギーの違いによるチタンの細胞 生物学的変化を明らかにし，物理化学的変化を検討 することである。 方法：直径２０mm の機械切削面（MA）もしくは酸 処理面（SA）のグレードⅡ商業用純チタンディス クに UVC 照射総エネルギー量がそれぞれ０および １０，１００，２５０，４００，５００，６００，７５０，１０００J/cm２ と なるように照射処理を行った。細胞生物学的評価と して，８週齢ラット大腿骨骨髄由来初代継代骨芽細 胞もしくはウシ血清アルブミン（BSA）をそれら試 料上に播種し，培養１日後に骨芽細胞接着数および BSA 吸着量を評価した。またチタン表面の物理化 学的評価として，試料上のぬれ性を測定し，さらに 表面元素分析を行った。統計処理は一元配置分散分 析後に Bonferroni 検定を行った（α＝０．０５）。 成績および考察：培養１日後のチタン表面における 骨芽細胞接着数は UVC 照射総エネルギー量に伴っ て増加し，未照射表面と比べて５００J/cm２ 照射され た MA で は２．７倍，７００J/cm２照 射 さ れ た SA で は １．７倍となった。それ以上の照射量では両表面とも に骨芽細胞接着数は減少した。また BSA 吸着量は 未照射面と比べて５００J/cm２ 照射された MA では２．３ 倍，１０J/cm２ 照射された SA では１．４倍となった。し かし，両表面形態とも１０００J/cm２ 照射すると，その 値は低下した。UVC 未照射表面において，MA は 接触角約６６度，SA は約８５度を示したが，MA では １００J/cm２ 以上，SA では１０J/cm２ 以上の UVC を照射 すると接触角は約１度となり，超親水性を示した。 チタン表面上の炭素原子の割合は，両表面形態とも に未照射面では約３０％，５００J/cm２ 照射された表面 では５％未満，１０００J/cm２ では４％未満となり，照 射総エネルギー量に伴い減少した。今回の結果から UVC 照射により表面の炭化水素が減少することで チタンのアルブミン吸着量および骨芽細胞接着数は 向上するが，UVC 照射エネルギー量の過多はその 効果を減弱させることが示された。
