歯科用ポリマーにおける審美的抗菌フィラーとしての窒素添加二酸化チタン

Nitrogen doped titanium dioxide as an aesthetic antimicrobial filler in dental polymers.

抄録

目的:

窒素ドープ二酸化チタン（NTiO）フィラーを用いた審美性の高いレジン複合材料を開発すること。

OBJECTIVE: To develop an aesthetic resin composite using a nitrogen-doped titanium dioxide (NTiO) filler that possesses antimicrobial properties against cariogenic bacteria.

研究方法:

N-TiO粉末は，市販のTiOを尿素で焼成して製造した。可視光照射下でのN-TiO粉末からのフリーラジカル放出を，UV-Vis分光光度計を用いて分析した。N-TiO粉末を歯科用レジンに配合し，可視光と暗闇の両方の条件下で色素を用いて光触媒活性を評価した。XTTアッセイを用いて細胞の代謝活性を測定し，Streptococcus mutansを用いてN-TiO/レジンコンポジットディスクの抗菌性を試験した。

METHODS: N-TiO powder was manufactured by calcining commercial TiO with urea. Free radical release from the N-TiO powder under visible light irradiation was analysed using UV-Vis spectrophotometry. The N-TiO powder was incorporated into a dental resin and the photocatalytic activity assessed using a dye under both visible light and dark conditions. Using XTT assay to measure the cellular metabolic activity, the antibacterial properties of the N-TiO /resin composite discs were tested using Streptococcus mutans.

結果:

TiOに窒素をドープすると，バンドギャップが可視光領域にシフトし，可視光を照射すると活性酸素が放出されるようになった。N-TiO/樹脂複合体を歯科用レジンに組み込んだところ，可視光下でも活性酸素の放出が持続し，光触媒活性が維持され，Streptococcus mutansに対して抗菌効果を示すことがわかった。

RESULTS: Doping nitrogen of TiO resulted in a band gap shift towards the visible light spectrum, which enabled the powder to release reactive oxygen species when exposed to visible light. When incorporated into a dental resin, the N-TiO/resin composite still demonstrated sustained release of reactive oxygen species, maintaining its photocatalytic activity and showing an antibacterial effect towards Streptococcus mutans under visible light conditions.

意義:

N-TiO充填レジン複合体は，歯科矯正用の審美性に優れたレジンベースの接着剤として期待される。

SIGNIFICANCE: N-TiO filled resin composite shows great promise as a potential aesthetic resin based adhesive for orthodontic bonding.