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バイオメディカル用途の新規BPAフリー繊維強化複合材料の生体力学的および生物学的評価
Biomechanical and biological evaluations of novel BPA-free fibre-reinforced composites for biomedical applications.
PMID: 32919670
抄録
この目的は、フッ素化ウレタンジメタクリレート(FUDMA)樹脂を用いた新規ガラス繊維強化複合材料(FRC)の生体力学的および生体適合性特性を評価することであった。FUDMA/TEGDMAの3つの比率(30/70wt%、50/50wt%、70/30wt%)と、シラン化Eガラス長繊維を含むビス-GMA/TEGDMAの2つの比率(50/50wt%と70/30wt%)のコントロールFRCを調製した。70wt%のビス-GMA-FRCは有意に高い曲げ強さを示したが(p<0.05)、50wt%のFUDMA-FRCとビス-GMA-FRCは互いに差がなかった。水貯蔵後の表面硬度と重量増加は、それぞれ70wt%と30wt%のFUDMA-FRCで最も大きかった。水の収着性と溶解性については、すべてのグループ間で有意な差は見られなかった。平均表面粗さは1.80±0.05μmで、70wt% FUDMA-FRCが最大の接触角を示した(p>0.05)。5日後のMC3TC-E1細胞の生存率とALP活性は、すべてのFUDMA-FRCにおいてbis-GMA-FRCよりも高かった。結論として、新規FUDMA-FRCは、bis-GMA-FRCに匹敵する生体力学的特性を有しながら、優れた細胞適合性を示す潜在的な代替物である。
This aim was to assess the biomechanical and biocompatibility properties of novel glass fibre-reinforced composites (FRCs) with a fluorinated urethane dimethacrylate (FUDMA) resin. Three ratios of FUDMA/TEGDMA (30/70 wt%, 50/50 wt%, 70/30 wt%) and two ratios of control FRCs with bis-GMA/TEGDMA (50/50 wt% and 70/30 wt%) containing long silanized E-glass fibres were prepared. Despite 70 wt% bis-GMA-FRC showed a significantly higher flexural strength (p < 0.05), 50 wt% FUDMA- and bis-GMA-FRCs were not differ from each other. The greatest surface hardness and weight increase after water storage were found in 70 wt% and 30 wt% FUDMA-FRCs, respectively. No significant difference was found in water sorption and solubility among all groups. Average surface roughness was 1.80 ± 0.05 μm, while 70 wt% FUDMA-FRC exhibited the greatest contact angle (p > 0.05). Viabilities and ALP activities of MC3TC-E1 cells in all FUDMA-FRCs were higher than bis-GMA-FRCs after 5 days. To conclude, the novel FUDMA-FRCs are potential substitutes that exhibited superior cytocompatibility properties but comparable biomechanical properties to bis-GMA-FRCs.