う蝕および歯周病管理のためのグラフェンの生体内研究。A Concise Review

In Vitro Studies of Graphene for Management of Dental Caries and Periodontal Disease: A Concise Review.

抄録

グラフェンは、単層2次元炭素ベースのナノ材料である。グラフェンは、薄くて強い物質として、多くの研究者の注目を集めている。本研究では、グラフェン材料のう蝕および歯周病管理への応用の可能性について簡潔にレビューしている。原始的な、あるいは機能化されたグラフェンおよびその誘導体は、生物医学的応用に適した物理化学的、機械的、および形態学的特性を示す。これらは、金属や金属ナノ粒子、ポリマー、その他の小分子で活性化・機能化することで、多分化作用、抗菌作用、生体適合性を発揮することができる。これらは、予防歯科や再生歯科の分野で研究されている。酸化グラフェンなどのグラフェン材料は、虫歯菌などの微生物を抑制する。また、歯周炎や根管感染の原因である歯周病菌も抑制する。グラフェン・フッ素は、エナメル質と象牙質の鉱化作用を促進する。これらの材料は、歯の硬組織や軟組織の再生、歯周組織や骨の再生など、歯の再生研究においても幅広く研究されている。酸化グラフェン-フィブロインなどの酸化グラフェン系材料は、生体適合性、生理活性、歯根膜幹細胞の細胞増殖特性を高めることから、組織工学において有望であることが報告されている。実験室研究では、グラフェンを単独で、あるいは既存の歯科材料に組み込んで使用することが可能であることが示された。実験室での研究が成功すれば、グラフェンの臨床応用につなげることができる。

Graphene is a single-layer two-dimensional carbon-based nanomaterial. It presents as a thin and strong material that has attracted many researchers' attention. This study provides a concise review of the potential application of graphene materials in caries and periodontal disease management. Pristine or functionalized graphene and its derivatives exhibit favorable physicochemical, mechanical, and morphological properties applicable to biomedical applications. They can be activated and functionalized with metal and metal nanoparticles, polymers, and other small molecules to exhibit multi-differentiation activities, antimicrobial activities, and biocompatibility. They were investigated in preventive dentistry and regenerative dentistry. Graphene materials such as graphene oxide inhibit cariogenic microbes such as . They also inhibit periodontal pathogens that are responsible for periodontitis and root canal infection. Graphene-fluorine promotes enamel and dentin mineralization. These materials were also broadly studied in regenerative dental research, such as dental hard and soft tissue regeneration, as well as periodontal tissue and bone regeneration. Graphene oxide-based materials, such as graphene oxide-fibroin, were reported as promising in tissue engineering for their biocompatibility, bioactivity, and ability to enhance cell proliferation properties in periodontal ligament stem cells. Laboratory research showed that graphene can be used exclusively or by incorporating it into existing dental materials. The success of laboratory studies can translate the application of graphene into clinical use.