The Japanese Society Sooiety for Dental Materials and Devices Devioes (JSDMD) (JSDMD } 原著歯科材料器械 V 1 24No (2005 ) 可視光応答型酸化チタン光触媒を用いた義歯付着物の

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とよみいちぞの
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1 原著歯科材料器械 V 1 4No (00 ) 可視光応答型酸化チタン光触媒を用いた義歯付着物の除去に関する研究齊藤仁弘 1 廣 1 頼英目青 1 4 升谷滋行平野進塩田陽二 3 西山實 1 4 AStudy on Denture Cleaningwith Titanium Oxide basedvisiblephotocatalyst Masahiro SAIToHl,ShigeyukiMAsuTANI,YojiSIIIoTA3, Hideharu HIRosEu,Susumu HIRANoS and Minoru NlsmYAMAi 4 Keyword :Titanium,Col r difference,catalyst This study investigatedwhether paint containing a titanium oxidc basedvisible photocatalyst could be used to remove curry attached to denture base resins Specirnensmade of denture baseresin were dipped intothepaintcontainingtitanium oxide based vis 三 blephotocatalyst, しhen immersed in curried solutions for eight hours Thereafter these specimcns were exposed to visible hght from a light curing unit fqr00r 60 seconds CG ors of specimens were measured beforeand after exposure to visible light and the color differenceswere calculated While しhe value of ム * was similar,the value of a * increasedand that Qf, * decreased ith exten sion of the exposure time The color differencesincreasedwith extension of the exposure time, These results suggest that paintcorltainingtitanium oxide based visib ]e photocatalyst can be applicable to denture cleansing キーワードチタン, 色差, 触媒叮視光応答型酸化チタン光触媒含有塗料の義歯床用レジンに付着したカレー食品に対する洗浄効果について検討した試験体は, 可視光応答型酸化チタン光触媒含有塗料を義歯床用レジンにコーティングしたのち, カレー溶液中に 8 時間浸漬した浸漬後, 叮視光線重合器を用いて試験体に 0 および 60 秒間光照射した, 試験体の色差は光照射前後の色調を測定して算出した L * 値は, 同様の仙であったが, 照射時間の延長にともない a * 仙は増加し,b * 値は減少したまた, 光照射前後の色差は, 照射時間の延長にともない増加したこれらのことから, 可視光応答型酸化チタン光触媒含有塗料を用いた義歯洗浄の有用性が示唆された原稿受 fj 00 年 1 月 1 U, 受理 00 年 3 月目 1 口本 k 学歯学部歯科理工学教室 ( 1 東京都千代田区神田駿河台 18 13) 日本大学歯学部総合歯学研究所臨床研究部門 1 1Dl 8310 東京都丁代田区神田駿河台 ) :+ わかさ歯科医院 07 {)03 東大和市上北台 ) 1 囗本大学歯学部総合歯学研究所生体工学研究部門 ( Iel 8310 東京都千代出 lxl 神山駿河台 ) 鶴見大学歯学部歯科理 1: 学講座 ( 横浜市鶴見区鶴見 1 3 LDepartmentof DenLaL Materials,Nihon UniversitySch α }Lof Dentistr } ( ,Knnda Surugadai,Chiyc,da kutokyo lo1 8310) Division of CllnicalResear( h Dental Research CenterNihon UniversitySheol of Dentistry (1 8 13,Kanda Surugadai,Chi } oda ku,tokye lol 8310) :swakasa DentalOr 日 ce ( ,Kamikitadai Higashiyaniato,Tokyo ) 4Division } ef Bionlateria ユs ScienceDentaLRes 巳 arch Center,Nihon UniversitySchool of Dentistry q 8 13Kanda Surugadai,Chiyoda kutoky } Departmentof DentalMarcrials,Tsurumi UniversitySchoolof Dental Medicine C 1 3,Tsurumi,Tsurumi ku Yokohama )

2 酸化チタン光触媒を用いた義歯付着物の除去に関する研究 17 緒卩視光応答型酸化チタン光触媒 1 は, 可視光線を吸収して電ヂと正孔を生成することにより, 酸素と水の存在下で酸素分子が準安定状態に励起された状態である活性酸素種のスーパーオキシドアニオンとヒドロキシラジカルを発生させるこれらの活性酸素種は, 強い酸化力によって有害な有機物質の分解, 悪臭物質の脱臭および防カビ作用を示す Z 3} さらに, 酸化チ射によっ言タン膜は, 光照て接触角が小さくなる光誘起超親水化現象が生じる 41 ことを利用して, セルフクリーニング材料として実用化されているそこで, 筆者らは, 可視光応答型酸化チタン光触媒を義歯の清掃に応用することを企図した本研究では, 最初に, 可視光応答型酸化チタン光触媒含有塗料の義歯の付着物 ( 飲食物の残渣 ) に対する除去効果について検討したすなわち, アナターゼ型酸化チタンを 9% 含有する可視光応答型酸化チタン光触媒含有塗料を塗布した義歯床用レジン板にカレー食品を付着させてこれに可視光線を照射した際の付着物の除去効果について検討した 1 材料材料および方法表 1 に使用材料を尓した義歯床用レジンは, 加熱重合型義歯床用レジンアクロン, クリアーピンク, ジーシー ) を用いた, 塗料は, 叮視光応答型酸化チタン光触媒含有塗料 (E F1, エコデバイス ) を用いレー, ハウス食品 ) を用いた方法た付着物は, カレー食品 ( ジャワカ図 1 にフローチャートを示した 1) レジン板の作製レジン板は, 通法に従って 70 0 分, ユ 00 0 分の加熱重合条件で作製し,0x0 mm となるように耐水研磨紙 #100 を用いて調製した ) 試験体の作製作製したレジン板は,E F1 を浸漬法により均一に塗布したのち, 室温 (3 ) にて 4 時間放置して乾燥させた次に, カレー溶液を塩田ら 6 ) の方法にしたがって伺着させたすなわち, ジャワカレー固形ルーを熱湯で溶解してカレー溶液 ( ルーの濃度 O17 gl ml ) を作製した次に, ウォーターバスを用いて 60 に保温したカレー溶液の入ったビーカー中に, スターラーで撹拌しながら 8 時間浸漬したのち, 水洗乾燥し,4 時間室温に放置したものを試験体としたなお, 試験体数は, 10 個とした 3) 試験体への光照射試験体は, 光照射器 (a ライト, モリタ, 波長域 nm ) を用いて,0 秒間光照射したさらに, 同試験体に対して色調測定後に,40 秒間光照射を追加 ( 合計 60 秒間光照射 ) した 4) 色調の測定色調の測定は,E Fl 塗布後 ( 着色前 ), 試験体作製後 ( 照射なし ),0 秒光照射後 ( 照射 0 秒 ) および合計 60 秒光照射後 ( 照射 60 秒 ) に塩田ら 61 の方法にしたがって行ったすなわち, 色調は, JISZ ], 工 SO 774/ },DIN 033 Teil7 一ユ 9839, 準拠の df8 光学系の色彩色度計 (CM 03i, ミノルタ ) を使用して, 測定径 3mm, 光源 D6, 視野度の条件で, 試験体の任意の 3 カ所について測定し, それらの平均を求めその試料の測定値とした表色系は L * a (CIE l976) とし, との色差 E * ab * わ * 表色系照射なしと照射 0 秒および照射 60 秒を算出し, 表に示した NBS 単位で評価した NBS 単位は, E * ah に 09 を乗じて算出したレジン板の作製, 研磨重合条件 : 70 0 分,100 0 分研磨 : 耐水研磨紙 #100 レジン板 (0x0x ) に E F1 を塗布色調の測定 : 着色前カレー溶液 (60, 濃度 O17g/mD に8 時間浸漬, 水洗乾燥色調の測定 : 照射なし光重合器で 0 秒光照射色調測定照射光重合器で 40 秒光照射 ( 合計 60 秒 ) 図 1 フローチャート色調の測定 : 照射 60 秒表 1 使用材料材料名製品名製造者義歯床用ーレジンアクロンジーシ可視光応答型酸化チタン光触媒含有塗料 E F1 エコデバイスカレージャワカレーハウス食品

3 18 歯科材料器械 Vol,4 No 3 表 NBS 単位による色差の評価 6 色差の評価 NBS 単位 90 trace slightnoticeable appreciable muchvery much 0 O0 Lsl 303 O Ol 0 以上埋為掣鵡同一の文字は, 有意差なし (α 00) を表す 76 図 3 照射時問の延長と a * 値の変化同一の文字は, 有意差なし ( = 00 α ) を表す図照射時間の延長と L * 値の変化 ) 統計処理 L *, α * および h * の測定結果は, 各条件間について埋芯 Bonferoni 法を用いて % の有意水準で統計処理を行ったさらに, 有意差の認められた要因について, 照射時間と測定値との相関関係を検討し, 一次回帰式と相関係数を求めた結果 1 カレー溶液浸漬による色調の変化着色前と照射なしとの色差 ( E * α b ) は,33 17 を示したこれは NBS 単位に換算すると 30,1 となり,very much に相当することから, カレー溶液浸漬によって試験体表面にカレーが付着していることが確認された可視光線照射にともなう色調の変化 1) 色調図 4 に, 照射なし, 照射 0 秒および照射 60 秒の色調の測定結果を示したム * ( 図 ) は, 照射なしが 811, 照射 0 秒が 8106, 照射 60 秒が 8098 をそれぞれ示し, 各条件間に有意差は認められなかった同一の文字は, 有意差なし図 4 照射時間の延長と b * 値の変化 (α = 00> を表す a * ( 図 3) は, 照射なしが 0,97, 照射 0 秒が 181, 照射 60 秒が 8 をそれぞれ示し, 照射 0 秒と照射 60 秒との間以外で有意差が認められた照射時間と測定値との問には正の相関が認められ, 回帰式は Y = 000X + O143, 相関係数 R は 0939 であった

酸化チタン光触媒を用いた義歯付着物の除去に関する研究 19 表 3 色差照射なしと照射 0 秒照射なしと照射 60 秒色差 ( E * ab ) NBS 単位評価 807 (1) 10 (,39 ) 67 36 appreciable much b * ( 図 4 ) は, 照射なしが 33,0, 照射 0 秒が 06, 照射 60 秒が 63 をそれぞれ示し, 各条件間で有意差が

4 酸化チタン光触媒を用いた義歯付着物の除去に関する研究 19 表 3 色差照射なしと照射 0 秒照射なしと照射 60 秒色差 ( E * ab ) NBS 単位評価 807 (1) 10 (,39 ) appreciable much b * ( 図 4 ) は, 照射なしが 33,0, 照射 0 秒が 06, 照射 60 秒が 63 をそれぞれ示し, 各条件間で有意差が認められた照射時間と測定値との間には負の相関が認められ, 回帰式は Y = 017X , 0883 であった ) 色差相関係数 R は表 3 に, 照射なしと照射 0 秒および照射なしと照射 60 秒との色差 ( E ab ) と NBS 単位による評価を示した照射なしと照射 0 秒との色差 ( E * ab ) は, 807 を示したこれは,NBS 単位に換算すると Z4 となり, much と評価された照射なしと照射 60 秒との色差 E * ah ) は,10 を示したこれは,NBS 単位に換算すると 968 となり, much と評価された考 1 世紀を迎え, 我が国では高齢化社会が急速に進行しており, 義歯装着者の割合が増加している義歯の清掃に際しては, 市販および歯科医院専売の義歯洗浄剤は, いずれも洗浄効果が認められるものの, それら単独では付着した汚れを十分に除去することは困難であること } から, 歯ブラシや義歯専用ブラシなどで十分に清掃した上で義歯洗浄剤を使用することが望ましいしかし, ブラシによる清掃は, 健常者においても技術や能力を要求されるため, より簡便に義歯に付着した汚れを除去する新たな手段が望まれる可視光応答型酸化チタン光触媒含有塗料は, 可視光線の照射による有機物質の分解や脱臭および防カビ作用 3 } を示すことから, これを応用すると義歯に付着した汚れをより簡便に除去することが可能であると考えられるしかし, これまでに, 可視光応答型酸化チタン光触媒を用いた義歯の洗浄について検討した報告は, 長谷ら 10) の二酸化チタンを配合した義歯洗浄剤についてのみで, ロ視光応答型酸化チタン光触媒含有塗料を応用した報告はないまた, 義歯付着物は, 飲食物由来がほとんどであり, 粘着性が高く, なおかつ油分を含んでいる可視光応答型酸化チタン光触媒含有塗料は, 建物の外壁材としての使用に有効性が示唆されている 3) が, 油分を含んでいる付着物に対する有効性は不明である以上から, 本実験では, 可視光応答型酸化チタン光触媒含有塗料の義歯付着物に対する除去効果について, 義歯洗浄剤の除去効果についての筆者ら JF 6 ] の報告を参考にして検討したすなわち, 付着物として粘着性が高察, 油分を含んだカレーを選択し, 可視光応答型酸化チタン光触媒含有塗料を塗布したレジン板に付着させ, 可視光線を照射した際の除去効果について検討した本実験に用いた E Fl は, アクリルシリコーンおよびフッ素樹脂を主成分とした合成樹脂エマルジョン塗料で, アナターゼ型の酸化チタンを 9% 含有する可視光応答型酸化チタンが 0wt % の濃度で配合されている色は白色で, 膜厚は 4 μ m である毒性については, 00 以上に加熱するとフッ素樹脂の熱分解により有毒ガスを発生する恐れがあるが, その他の有害性情報については, 現在のところ知見は得られていないまた, 義歯床用レジンとの接着強さについて検討した報告はない 1 色調の変化について L * は, 明度を表したものであり,a * および h ± は, 色相と彩度を示す色度を表したもので, 前者ではプラス方向は赤方向, マイナス方向は緑方向を示し, 後者ではプラス方向は黄方向, マイナス方向は青方向を示す本実験結果をみると, 最も大きい変化が認められたのは h * 値で, を示し, 照射時間の延長にともなって減少し, すべての条件問で有意差が認められたまた, 照射時間と測定値との問には負の相関関係 (R = O,883 > が認められた, 照射なしを 100% とすると, 照射 0 秒では 7,9%, 照射 60 秒では 68% を示したこれは, 試験体に付着したカレーの色が黄色であることから, カレーがある程度除去されて b * 値が減少したと考えられた次に,a * 値は O97 8 を示し, 照射時間の延長にともなって増加したが, ゲ値と比較すると増加量は小さかったまた, 照射なしと照射 0 秒との問, 照射なしと照射 60 秒との問では有意差が認められたが, 照射 0 秒と照射 60 秒との問では有意差は認められなかった照射時間と測定値との問には, 正の相関関係 R = 0939) が認められた L * 値はを示し, わずかに増加したが有意差は認められなかった L * および a * 値の変化が小さかったのは, 付着したカレーの除去による色の変化は黄色の褪色であることから, 明度および赤一青色における変化が小さかっ考えられた色差についてたことによると本実験結果の色差 ( E * ah ) は, 照射なしと照射 0 秒との間が 807, 照射なしと照射 60 秒との間が 10, をそれぞれ示したこのことから, カレーの付着した E F1 を塗布したレジン板に可視光線を照射することによ

0 歯科材料器械 Vol4 No 3 り, カレーを除去できることが明らかとなったまた, 両者の間で色差が 30% 増加したことから, 照射時間の延長がカレーの除去に有効であることが明らかとなったこれは, 可視光応答型酸化チタン光触媒が酸素と水の存在下で活性酸素種を生成し, これによって分解反応が進行したことと光誘起超親水化現象の両者によると考えられたこれらの変化は, NBS

5 0 歯科材料器械 Vol4 No 3 り, カレーを除去できることが明らかとなったまた, 両者の間で色差が 30% 増加したことから, 照射時間の延長がカレーの除去に有効であることが明らかとなったこれは, 可視光応答型酸化チタン光触媒が酸素と水の存在下で活性酸素種を生成し, これによって分解反応が進行したことと光誘起超親水化現象の両者によると考えられたこれらの変化は, NBS 単位に換算すると 7,4 および 9,68 となり, 肉眼でもはっきりと鑑別できる程度であった次に, 本実験と同様の実験方法で付着させたカレーに対する, 卞な歯科医院専売および市販義歯洗浄剤の洗浄効果と本実験結果とを比較すると次のようであったすなわち, 前者の色差 (NBS 単位 ) は, デントエラック義歯洗浄剤 ( ライオン,DEC ), エヴァークリーン ( ネオ製薬冫および義歯洗浄剤 ( サンスター,DCS が O, ピカ ( 肖色包装, ロート製薬,PKB ) が 064, 後者では酵素人りポリデント ( ブロックドラッグ ) が O67, タフデント ( 小林製薬 ) が 070, たばこタフデント ( 小林製薬 ) が 08 であるこれらに対して, 本実験結果の照射なしと照射 0 秒との間および照射なしと照射 60 秒との洗浄剤のそれらの間の色差は, 歯科医院専売および市販義歯 9O ユ 3 倍および 1 ユ倍をそれぞれ示したことから,E F1 を塗布したレジン板に対する可視光線照射がカレー除去に極めて有効であることが明らかとなったまた, 本実験と同様の実験方法で付着させたカレーに対する義歯洗浄剤を用いた超音波洗浄法の洗浄効果と本実験結果とを比較すると次のようであったすなわち, 各種義歯洗浄剤に試験体を浸漬し, 超音波洗浄器で 10 分洗浄した際の色差 (NBS 単位 ) は,DEC が 107,PKB が 143,DCS して, 6} が 19 であるこれらに対本実験結果の照射なしと照射 0 秒との間および照射なしと照射 60 秒との間の色差は, 義歯洗浄剤のそれらの 69 倍および倍をそれぞれ示したこのことからも,E Fl を塗布したレジン板に対して可視光線を照射することがカことが明らかとなった以ヒのレー除去に極めて有効であることから, 可視光応答型酸化チタン光触媒含有塗料を塗布した義歯床用レジンは, 可視光線を照射するという簡便な手段で義歯付着物を効果的に除去できることが示唆された結義歯をより簡便に洗浄することを目的に, 可視光応答型酸化チタン光触媒塗料を塗布した義歯床用レジン板にカレーを付着させたのちに可視光線を照射した際の洗浄一口冊効果について検討した結果, 以ドの事柄が明らかとなったユ, 可視光照射後に h * 値が有意に減少 ( 黄色が褪色 ) したことから, カレーが除去されたことが明らかとなった, 卩視光照射前後の色差 (NBS 単位 ) は, 照射 0 秒が 74, 照射 60 秒が 968 となり, 可視光応答型酸化チタン光触媒含有塗料の認められたカレーに対する優れた洗浄効果が 3 照射時間の延長によりカレーに対する洗浄効果の向 H が認められた 4 可視光応答型酸化チタン光触媒含有塗料は, その洗浄効果が歯科医院専売および市販義歯洗浄剤を製造者指示の方法および超爵波洗浄法で用いた際のカレーに対する洗浄効果より大きく, 義歯床用レジンに付着した飲食物を効果的に除去できることが示唆された本研究のを用いて行われた部は, ド成 14 年度 ll 本大学歯学部佐藤研究費文 D 安保正一, 道志智二酸化チタン光触媒の実用化における最新動向匸業材料 0 )3 ;1 (11 : 1 4, ) HidaknH,Nohara K Zbao J,PelizzettiE and SerponeN Phot エ degradati (m of surfactants XIV Formation of NG べ and NO3 ionsfor the photocatalyzed mineraiization ()f ni trogendashcontaining cationic nondashionic and amph tericsurfactants J Phot,chem PhotobiolA :Chetn l99 ; 91 : 14 1, 3 安保止一, 胡芸, 北野政明, 竹内雅人, 松同雅也酸化チタン光触媒基礎原埋から最新の叮視光化の動向までイ匕弓 003 ;8 9) : ) Wang R,IIashimoto K Fujishima A Light inducedamphi philicsurfaces,nature I997 ; 388 : ) 塩巳 t 陽二, 齊藤 {1 弖 1, 月乙野進, 伍三藤吉 E{rJ, 西 1 1 實義歯洗浄斉 1 に関する研究一洗浄時間と洗浄効果, 日歯医療管理会誌 }00 ;3 : ) 塩田陽二, 齊藤仁弘, 宮崎紀代美, 平野進, 升谷滋行, 西山實義歯洗浄剤に関する研究一超音波洗浄法による洗浄効果について一 H 歯医療管理会誌 00 ;37 : } JISZ 87 ig9 色の測定方法 i 本規格協会 8) ISO 774, 1 L984,Paints and varnishes Golerimetry Part 1 :PrinciplesInternationa [organization for standardi zation 9 ) DIN 033 Tei!7 1983Farbmessung ;Me β bendinungen ftirk6rperfarben DeutschesInstitut furnc)rmung e v 10) 長谷博子, 松下調子, 明田喜仁, 大八木薫博, 熊谷崇行野浪亨二酸化チタン光触媒による義歯洗浄に関する研究一第 1 報色素を用いたモデル実験一歯材器 004 ; 3 :16 0 献

実験の目標最終的な目標として水槽の水の浄化を行いたいので水槽内のものに焼き付けても見栄えに影響しないような透明なコーティング液を作るとともにその効果を見た目と数値の両面から調べたいと考えました実験の仮説粒径が 50nm 以下になれば透明な溶液を作ることができます ( 参考文献より )

実験の目標最終的な目標として水槽の水の浄化を行いたいので水槽内のものに焼き付けても見栄えに影響しないような透明なコーティング液を作るとともにその効果を見た目と数値の両面から調べたいと考えました実験の仮説粒径が 50nm 以下になれば透明な溶液を作ることができます ( 参考文献より ) 光触媒による水の浄化研究者鈴村彩美池井陽子中村凌也山口雄樹指導教諭安達隆太先生光触媒とは光触媒とは光のエネルギーによって働く触媒のことで酸化チタンコーティングした部分に紫外線を当てると活性酸素ができ汚れを分解することができます活性酸素は消毒や殺菌に広く使われている塩素や過酸化水素などよりはるかに強い酸化力を持ちその酸化力によって消毒や殺菌などを行うことができます太陽汚酸化チタン

The Japanese Society Sooiety for Dental Materials and Devices Devioes (JSDMD) (JSDMD } 原 著 歯科材料 器械 V 1 24No (2005 ) 可視光応答型酸化チタン光触媒を用いた 義歯付着物の

The Japanese Society Sooiety for Dental Materials and Devices Devioes (JSDMD) (JSDMD } 原著歯科材料器械 V 1 24No (2005 ) 可視光応答型酸化チタン光触媒を用いた義歯付着物の