バイオインスパイアされた真珠様セラミック-ポリマー複合材料の細胞毒性と接着特性

Cytotoxicity and Bonding Property of Bioinspired Nacre-like Ceramic-Polymer Composites.

抄録

臨床応用において、歯科修復材料の非細胞毒性と良好な接着性は最も重要かつ不可欠である。本研究の目的は、2種類の新規バイオインスパイアード真珠様セラミックス（イットリア安定化ジルコニア）-ポリマー（ポリメチルメタクリレート）コンポジットの臨床応用の可能性を、細胞毒性と接着性の観点から評価することである。CCK8で測定したLamellarおよびBrick-and-mortarコンポジットの相対成長率（24時間）は、それぞれ102.93%±0.04および98.91%±0.03であった。細胞毒性および増殖実験の結果，2種のコンポジットレジストはヒト歯根膜線維芽細胞（HPDLF）に対して細胞毒性を示さなかった．いずれのコンポジットレジンもControl群（Vita In-Ceram YZ）と比較して接着強さが向上した．コンポジットレジン中のポリマー含量が増加すると接着強さも増加し，歯科修復分野への応用可能性が高まる．一方，せん断試験における負荷力の方向を制御することにより，異方性コンポジットの接着強さに及ぼす微細構造の影響を検討した．サンドブラスト後のせん断強さは，ラメラ群では縦方向が17.56±1.56MPa，横方向が18.67±1.92MPaであり，ブリックアンドモルタル群では縦方向が16.36±1.30MPa，横方向が16.99±1.67MPaであった．その結果，荷重方向はコンポジットの接着強さに有意な影響を及ぼさなかった．

For clinical applications, non-cytotoxicity and good bonding property of dental restorative materials are the most essential and important. The aim of this study was to evaluate the potential for clinical applications of two novel bioinspired nacre-like ceramic (yttria-stabilized zirconia)-polymer (polymethyl methacrylate) composites in terms of the cytotoxicity and bonding property. The relative growth rates (24 h) of the Lamellar and Brick-and-mortar composites measured by CCK8 were 102.93%±0.04 and 98.91%±0.03, respectively. According to the results of cytotoxicity and proliferation experiments, the two composites were not cytotoxic to human periodontal ligament fibroblasts (HPDLFs) . Both composites exhibited improved bonding strength as compared to the Control group (Vita In-Ceram YZ). As the polymer content in the composite material increases, its bonding strength also increases, which enhances the application potential of the material in the field of dental restoration. Meanwhile, by controlling the direction of loading force in the shear test, the effect of microstructure on the bonding strength of anisotropic composites was studied. After sandblasted, the bonding strengths of the Lamellar group in the longitudinal and transverse shear directions were 17.56±1.56 MPa and 18.67±1.92 MPa, respectively, while of the Brick-and-mortar group were 16.36±1.30 MPa and 16.99±1.67 MPa, respectively. The results showed that the loading direction had no significant effect on the bonding strength of the composites.