JP7092484B2 - Osteoblast colonization treatment device on metal material embedded in body bone. - Google Patents

Osteoblast colonization treatment device on metal material embedded in body bone. Download PDF

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本発明は、体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置に関し、特に体内骨埋込金属材料上の骨芽細胞定着及び増殖を良好にするのに好適な体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置に関するものである。 The present invention relates to an osteoblast colonization treatment apparatus on an in-vivo bone-implanted metal material, and is particularly suitable for improving osteoblast colonization and proliferation on an in-vivo bone-implanted metal material. It relates to an osteoblast colonization processing device.

従来、体内骨埋込金属材料としては、例えば、歯科治療に用いるインプラントが挙げられる。インプラントに限らず、体内に埋め込まれて骨に接する部材は、その部材表面に骨が定着して初めて体と一体的となることで治療が完成する。しかし、体内に埋め込まれた部材に骨が定着するまでには一定の期間が必要であり、これを短くすることが求められていた。 Conventionally, examples of the metal material for implanting bone in the body include implants used for dental treatment. Not limited to implants, members that are embedded in the body and come into contact with bone are integrated with the body only after the bone has settled on the surface of the member, and treatment is completed. However, it takes a certain period of time for the bone to settle in the member embedded in the body, and it has been required to shorten this period.

例えば歯科用インプラントにおいては、インプラントの骨埋込部分に予め処理を行うことで骨芽細胞の増殖を促すことができる技術が公開されている(特許文献1)。 For example, in dental implants, a technique capable of promoting the proliferation of osteoblasts by pre-treating the bone-embedded portion of the implant has been published (Patent Document 1).

これは、UVをインプラントの骨埋没部分に予め照射して表面を正電荷を帯びるように処理してからインプラントを埋め込むものである(特許文献2)。 In this method, UV is applied to the bone-embedded portion of the implant in advance to treat the surface so as to have a positive charge, and then the implant is implanted (Patent Document 2).

特開2008-80102号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-80102 特表2012-509750号公報Special Table 2012-509750 Gazette

上記特許文献1では、紫外線を1~2時間照射するので、その間患者が施術台等に座っていなければならず、インプラント(体内骨埋込金属材料)治療を施した患者の治療装置としては現実的ではないという問題がある。
上記特許文献2では、酸化チタンのインプラントに、約170nmから約270nmの波長を含む紫外線を施術の事前に照射することのみによるインプラント(体内骨埋込金属材料)表面の改質に基づく骨芽細胞の増殖の促進を狙ったものであったが、人体に装着した状態で紫外線照射することまでは考慮されていなかった。
本発明においては、インプラントを埋込後の人体においても無害な過酸化水素をインプラント埋込部分に供給するとともにここに散乱および集光によるUV照射を行い、体内骨埋込金属材料表面において、ヒドロキシルラジカルを発生させて効率的にインプラント部材表面を処理し、骨芽細胞定着及び増殖を良好にする体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置を提供することを目的とする。
In the above Patent Document 1, since ultraviolet rays are irradiated for 1 to 2 hours, the patient must be sitting on a treatment table or the like during that time, which is practical as a treatment device for a patient who has undergone implant (internal bone implant metal material) treatment. There is a problem that it is not the target.
In Patent Document 2, osteoblasts based on modification of the surface of the implant (internal bone-embedded metal material) only by irradiating the titanium oxide implant with ultraviolet rays containing a wavelength of about 170 nm to about 270 nm before the treatment. Although it was aimed at promoting the proliferation of bones, it was not considered to irradiate with ultraviolet rays while wearing it on the human body.
In the present invention, hydrogen peroxide, which is harmless even in the human body after implanting, is supplied to the implant implanting portion, and UV irradiation is performed here by scattering and condensing, and hydroxylation is performed on the surface of the metal material embedded in the bone in the body. It is an object of the present invention to provide an osteoblast colonization treatment apparatus on an in-vivo bone-implanted metal material that generates radicals to efficiently treat the surface of an implant member and improve osteoblast colonization and proliferation.

上記課題を解決するために本発明において、以下の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置を提供する。すなわち、第一の発明として、体内骨埋込金属材料に対する骨芽細胞の定着並びに増殖を良好にする処理装置であって、過酸化水素水を吐出する過酸化水素水吐出口と、過酸化水素水吐出口から供給される過酸化水素水に紫外線、近紫外線、青色可視光線のいずれか一以上(以下「紫外線等」という。)を照射する紫外線等照射口と、を備えた体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置(請求項1対応)。 In order to solve the above problems, the present invention provides the following osteoblast colonization treatment apparatus on a bone-implanted metal material in the body. That is, as the first invention, it is a treatment device for improving the colonization and proliferation of osteoblasts in a metal material embedded in a bone in the body, and has a hydrogen peroxide solution discharge port for discharging hydrogen peroxide solution and hydrogen peroxide. Implantation of bone in the body equipped with an ultraviolet irradiation port that irradiates hydrogen hydrogen water supplied from a water discharge port with one or more of ultraviolet rays, near-ultraviolet rays, and blue visible light (hereinafter referred to as "ultraviolet rays, etc."). A device for colonizing osteoblasts on a metallic material (corresponding to claim 1).

前記特徴に加え、過酸化水素水吐出口と、紫外線等照射口とは、埋め込まれた体内埋込金属材料と骨との間に生じる隙間に挿入できるチップ形状である請求項1に記載の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置(請求項2対応)。 The body according to claim 1, wherein in addition to the above-mentioned features, the hydrogen peroxide solution discharge port and the ultraviolet ray irradiation port are chip shapes that can be inserted into the gap formed between the embedded metal material embedded in the body and the bone. Osteoblast colonization treatment device on bone-implanted metal material (corresponding to claim 2).

前記特徴に加え、紫外線等照射口は、紫外線等を光散乱させるよう構成される請求項1又は請求項2に記載の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置(請求項3対応)。 In addition to the above-mentioned features, the osteoblast colonization treatment apparatus on the bone-implanted metal material in the body according to claim 1 or 2, wherein the irradiation port for ultraviolet rays or the like is configured to scatter ultraviolet rays or the like (corresponding to claim 3). ..

前記特徴に加え、紫外線等照射口は、紫外線等を集光させるよう構成される請求項1から請求項3のいずれか一に記載の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置(請求項4対応)。 The osteoblast colonization treatment apparatus (claimed) on a metal material embedded in a bone in the body according to any one of claims 1 to 3, wherein the irradiation port for ultraviolet rays and the like is configured to collect ultraviolet rays and the like in addition to the above-mentioned features. Corresponding to item 4).

前記特徴に加え、吐出される過酸化水素水の吐出速度は、100CC/分以下である請求項1から請求項4のいずれか一に記載の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置(請求項5対応)。 The osteoblast colonization treatment apparatus on an in-vivo bone-implanted metal material according to any one of claims 1 to 4, wherein the discharge rate of the discharged hydrogen peroxide solution is 100 CC / min or less in addition to the above-mentioned features. (Corresponding to claim 5).

前記特徴に加え、前記照射される紫外線又は近紫外線の光量は、0.1ミリワット以上である請求項1から請求項5のいずれか一に記載の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置(請求項6対応)。 The osteoblast colonization treatment on an in-vivo bone-implanted metal material according to any one of claims 1 to 5, wherein the amount of ultraviolet rays or near-ultraviolet rays irradiated in addition to the above-mentioned features is 0.1 milliwatt or more. Device (corresponding to claim 6).

前記特徴に加え、前記過酸化水素の濃度が1w/v%以上7w/v%以下で、過酸化水素安定剤の濃度が当水溶液中で81ppm(mg/L )以下である請求項1から請求項6のいずれか一に記載の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置(請求項7対応)。 According to claim 1, in addition to the above-mentioned characteristics, the concentration of the hydrogen peroxide is 1 w / v% or more and 7 w / v% or less, and the concentration of the hydrogen peroxide stabilizer is 81 ppm (mg / L) or less in this aqueous solution. Item 3. The apparatus for colonizing osteoblasts on a metal material implanted in a bone in the body according to any one of Item 6 (corresponding to claim 7).

前記特徴に加え、前記過酸化水素の濃度が1w/v%以上7w/v%以下で、過酸化水素安定剤の濃度が当水溶液中で0ppm(mg/L )である請求項7に記載の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置(請求項8対応)。 The seventh aspect of claim 7, wherein in addition to the above-mentioned characteristics, the concentration of the hydrogen peroxide is 1 w / v% or more and 7 w / v% or less, and the concentration of the hydrogen peroxide stabilizer is 0 ppm (mg / L) in this aqueous solution. An osteoblast colonization treatment device on a metal material embedded in a bone (corresponding to claim 8).

前記特徴に加え、前記過酸化水素の濃度が2w/v%以上6w/v%以下である請求項7又は8に記載の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置(請求項9対応)。 The osteoblast colonization treatment apparatus on a metal material embedded in a bone in the body according to claim 7 or 8, wherein the concentration of hydrogen peroxide is 2 w / v% or more and 6 w / v% or less in addition to the above-mentioned characteristics (corresponding to claim 9). ).

前記特徴に加え、前記過酸化水素安定剤が、フェナセチン、アセトアニリドのいずれか一以上である請求項7又は9に記載の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置(請求項10対応)。 The osteoblast colonization treatment apparatus on a metal material embedded in a bone according to claim 7 or 9, wherein the hydrogen peroxide stabilizer is one or more of phenacetin and acetanilide in addition to the above-mentioned characteristics (corresponding to claim 10). ..

前記特徴に加え、不純物重金属含有量が過酸化水素に対して0.001w/v%以下しか含まれない請求項7から10のいずれか一に記載の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置(請求項11対応)。 The osteoblast colonization on the bone-implanted metal material in the body according to any one of claims 7 to 10, wherein in addition to the above-mentioned characteristics, the impurity heavy metal content is only 0.001 w / v% or less with respect to hydrogen peroxide. Processing device (corresponding to claim 11).

第二の発明として、体内骨埋込金属材料に過酸化水素水を供給し、同時に紫外線、近紫外線、青色可視光線のいずれか一以上(以下「紫外線等」という。)を照射する体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理方法(請求項12対応)。 As a second invention, a hydrogen peroxide solution is supplied to a metal material for bone implantation in the body, and at the same time, one or more of ultraviolet rays, near-ultraviolet rays, and blue visible light (hereinafter referred to as "ultraviolet rays, etc.") is irradiated to the bone in the body. A method for colonizing osteoblasts on a metal-filled material (corresponding to claim 12).

前記特徴に加え、噴射装置から吐出される過酸化水素水の吐出速度は、100CC/分以下である請求項12に記載の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理方法(請求項13対応)。 The method for establishing osteoblasts on a metal material embedded in a bone in the body according to claim 12, wherein the discharge rate of hydrogen peroxide solution discharged from the injection device is 100 CC / min or less (corresponding to claim 13). ).

前記特徴に加え、紫外線等照射装置から照射される紫外線又は近紫外線の光量は、0.1ミリワット以上である請求項12又は13に記載の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理方法(請求項14対応)。 The method for establishing osteoblasts on a bone-implanted metal material in the body according to claim 12 or 13, wherein the amount of ultraviolet rays or near-ultraviolet rays emitted from an irradiation device such as ultraviolet rays is 0.1 milliwatt or more. Corresponding to claim 14).

前記特徴に加え、前記過酸化水素の濃度が1w/v%以上7w/v%以下で、過酸化水素安定剤の濃度が当水溶液中で81ppm(mg/L )以下である請求項12から14のいずれか一に記載の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理方法(請求項15対応)。 In addition to the above characteristics, claims 12 to 14 have a concentration of hydrogen peroxide of 1 w / v% or more and 7 w / v% or less, and a concentration of hydrogen peroxide stabilizer of 81 ppm (mg / L) or less in this aqueous solution. The method for colonizing osteoblasts on a metal material embedded in a bone in the body according to any one of the above (corresponding to claim 15).

前記特徴に加え、前記過酸化水素の濃度が1w/v%以上7w/v%以下で、過酸化水素安定剤の濃度が当水溶液中で0ppm(mg/L )である請求項15に記載の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理方法(請求項16対応)。 The fifteenth aspect of claim 15, in addition to the above-mentioned characteristics, the concentration of the hydrogen peroxide is 1 w / v% or more and 7 w / v% or less, and the concentration of the hydrogen peroxide stabilizer is 0 ppm (mg / L) in this aqueous solution. A method for establishing osteoblasts on a metal material embedded in a bone (corresponding to claim 16).

前記特徴に加え、前記過酸化水素の濃度が2w/v%以上6w/v%以下である請求項15又は16に記載の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理方法(請求項17対応)。 The method for establishing osteoblasts on a metal material embedded in a bone in the body according to claim 15 or 16, wherein the concentration of hydrogen peroxide is 2 w / v% or more and 6 w / v% or less in addition to the above-mentioned characteristics (corresponding to claim 17). ).

前記特徴に加え、前記過酸化水素安定剤が、フェナセチン、アセトアニリドのいずれか一以上である請求項15又は請求項17に記載の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理方法(請求項18対応)。 The method for establishing osteoblasts on a metal material embedded in a bone according to claim 15 or 17, wherein the hydrogen peroxide stabilizer is one or more of phenacetin and acetanilide in addition to the above-mentioned characteristics (claim 18). Correspondence).

前記特徴に加え、不純物重金属含有量が過酸化水素に対して0.001w/v%以下しか含まれない請求項15から18のいずれか一に記載の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理方法(請求項19対応)。 The osteoblast colonization on a bone-implanted metal material in the body according to any one of claims 15 to 18, in which the impurity heavy metal content is only 0.001 w / v% or less with respect to hydrogen peroxide in addition to the above-mentioned characteristics. Processing method (corresponding to claim 19).

本発明の構成によれば、インプラントを埋込後の人体においても無害な過酸化水素をインプラント埋込部分に供給するとともにここに散乱および集光によるUV照射を行い、体内骨埋込金属材料表面において、ヒドロキシルラジカルを発生させて効率的にインプラント部材表面を処理し、骨芽細胞定着及び増殖を良好にする体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置を提供することができる。 According to the configuration of the present invention, hydrogen peroxide, which is harmless even in the human body after implanting, is supplied to the implant implanting portion, and UV irradiation is performed here by scattering and condensing, and the surface of the metal material embedded in the bone inside the body. In the art, it is possible to provide an osteoblast colonization treatment apparatus on a bone-implanted metal material in the body, which efficiently treats the surface of an implant member by generating a hydroxyl radical and improves osteoblast colonization and proliferation.

実施形態1の独立型の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置の概念図Conceptual diagram of the stand-alone in-vivo bone-embedded metal material osteoblast colonization treatment apparatus of the first embodiment 実施形態1の独立型の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置における噴射装置の機能ブロック図Functional block diagram of the injection device in the stand-alone body-embedded metal material osteoblast colonization processing device of the first embodiment. 実施形態1の独立型の噴射装置の構成例を示す図The figure which shows the structural example of the stand-alone injection apparatus of Embodiment 1. 図3(A)の噴射装置の先端部の構成例を示す図FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of the tip of the injection device of FIG. 3 (A). 実施形態1の独立型の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置における紫外線等照射装置の外観図External view of the irradiation device such as ultraviolet rays in the stand-alone body bone-embedded metal material top osteoblast colonization treatment device of the first embodiment. 実施形態1の独立型の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置における紫外線等照射装置の機能ブロック図Functional block diagram of an ultraviolet irradiation device in the stand-alone body-embedded metal material osteoblast colonization treatment device of the first embodiment 実施形態1の独立型の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置における紫外線等照射装置の照射口に散乱させる構成例を示す図The figure which shows the structural example which scatters to the irradiation port of the irradiation apparatus such as ultraviolet rays in the osteoblast fixation processing apparatus on the stand-alone body bone implant metal material of Embodiment 1. 実施形態1の独立型の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置における紫外線等照射装置の照射口に集光させる構成例を示す図The figure which shows the structural example which condenses light on the irradiation port of the irradiation apparatus such as ultraviolet rays in the stand-alone body bone implanting metal material top osteoblast colonization processing apparatus of Embodiment 1. 実施形態1の一体型の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置の概念図Conceptual diagram of the integrated osteoblast colonization processing apparatus on the bone-embedded metal material in the body of the first embodiment 実施形態1の一体型の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置における照射吐出口を説明するための図The figure for demonstrating the irradiation discharge port in the osteoblast colonization processing apparatus on the integrated body bone implant metal material of Embodiment 1. 実施形態1の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置の処理フローチャートFlow chart of the process of the osteoblast colonization processing apparatus on the bone-embedded metal material in the body of the first embodiment 実施形態1のラジカル処理がチタン表面に及ぼす影響を示す図The figure which shows the influence which the radical treatment of Embodiment 1 has on a titanium surface. 実施形態1のラジカル処理をしたチタン表面における骨芽細胞の増殖を示す図The figure which shows the proliferation of osteoblasts on the surface of titanium subjected to radical treatment of Embodiment 1. 実施形態1のラジカル処理をしたチタン表面における骨芽細胞の増殖を示す図The figure which shows the proliferation of osteoblasts on the surface of titanium subjected to radical treatment of Embodiment 1. 実施形態1のラジカル処理が細菌汚染したチタン表面に及ぼす影響を示す図The figure which shows the influence which the radical treatment of Embodiment 1 has on the surface of titanium contaminated with bacteria. 実施形態1のラジカル処理をした細菌汚染チタン表面における骨芽細胞の増殖を示す図The figure which shows the proliferation of osteoblasts on the surface of the bacterially contaminated titanium which was radically treated with Embodiment 1. FIG. 実施形態1のラジカル処理をしたチタン表面における骨芽細胞の増殖を示す図The figure which shows the proliferation of osteoblasts on the surface of titanium subjected to radical treatment of Embodiment 1. 実施形態1の細胞実験の細胞形態の伸展の状態を示す図The figure which shows the state of extension of the cell morphology of the cell experiment of Embodiment 1. 実施形態1のヒドロキシルラジカルラジカル生成分析結果Hydroxyl radical radical generation analysis result of Embodiment 1 施術装置の構成例を示す図The figure which shows the configuration example of the treatment apparatus 実施形態2の過酸化水素水からのラジカル発生の概念図Conceptual diagram of radical generation from the hydrogen peroxide solution of the second embodiment 実施形態2のフェナセチン濃度81ppmの過酸化水素水溶液Aのレーザー照射前の高速液体クロマトグラフィー(HPLC)の分析結果Analysis result of high performance liquid chromatography (HPLC) before laser irradiation of hydrogen peroxide aqueous solution A having a phenacetin concentration of 81 ppm according to the second embodiment. 実施形態2のフェナセチン濃度81ppmの過酸化水素水溶液Aのレーザー照射後の高速液体クロマトグラフィー(HPLC)の分析結果Analysis result of high performance liquid chromatography (HPLC) after laser irradiation of hydrogen peroxide aqueous solution A having a phenacetin concentration of 81 ppm according to the second embodiment. 実施形態2のフェナセチン濃度344ppmの過酸化水素水溶液Fのレーザー照射前の高速液体クロマトグラフィー(HPLC)の分析結果Analysis result of high performance liquid chromatography (HPLC) before laser irradiation of hydrogen peroxide aqueous solution F having a phenacetin concentration of 344 ppm according to the second embodiment. 実施形態2のフェナセチン濃度344ppmの過酸化水素水溶液Fのレーザー照射後の高速液体クロマトグラフィー(HPLC)の分析結果Analysis result of high performance liquid chromatography (HPLC) after laser irradiation of hydrogen peroxide aqueous solution F having a phenacetin concentration of 344 ppm according to the second embodiment. 実施形態2のアセトアニリド濃度177ppmの過酸化水素水溶液Jのレーザー照射前の高速液体クロマトグラフィー(HPLC)の分析結果Analysis result of high performance liquid chromatography (HPLC) before laser irradiation of hydrogen peroxide aqueous solution J having an acetanilide concentration of 177 ppm according to the second embodiment. 実施形態2のアセトアニリド濃度177ppmの過酸化水素水溶液Jのレーザー照射後の高速液体クロマトグラフィー(HPLC)の分析結果Analysis result of high performance liquid chromatography (HPLC) after laser irradiation of hydrogen peroxide aqueous solution J having an acetanilide concentration of 177 ppm according to the second embodiment. 実施形態1のインプラント表面の処理を説明するための図The figure for demonstrating the treatment of the implant surface of Embodiment 1.

以下、本発明の実施形態について、図を用いて説明する。なお、本発明の内容は、以下の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる態様で実施しうる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The content of the present invention is not limited to the following embodiments, and may be implemented in various embodiments within the scope of the gist of the present invention.

以下では、体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置としては、体内骨埋込金属材料にインプラントを用いた例について説明する。
<実施形態1>
In the following, an example in which an implant is used for the metal material for bone implantation in the body will be described as an osteoblast colonization treatment device for the metal material for bone implantation in the body.
<Embodiment 1>

本実施形態では、過酸化水素水吐出口と、紫外線等照射口とが別個独立している独立型と、過酸化水素水吐出口と紫外線等照射口とが一体となった一体型がある。以下には独立型と一体型とに分けて説明する。
<実施形態1 独立型 概要>
In the present embodiment, there are an independent type in which the hydrogen peroxide solution discharge port and the ultraviolet ray irradiation port are independent and independent, and an integrated type in which the hydrogen peroxide solution discharge port and the ultraviolet ray irradiation port are integrated. In the following, the stand-alone type and the integrated type will be described separately.
<Embodiment 1 Stand-alone outline>

基本的には体内埋込金属材料に対する骨芽細胞の定着並びに増殖を良好にする装置であって、過酸化水素水吐出口と紫外線等照射口とは別個独立している装置である。
<実施形態1 独立型 具体的構成>
Basically, it is a device that improves the fixation and proliferation of osteoblasts on the metal material embedded in the body, and is a device that is independent of the hydrogen peroxide solution discharge port and the ultraviolet irradiation port.
<Embodiment 1 Stand-alone specific configuration>

独立型の構成は、過酸化水素水吐出口と、紫外線灯照射口とを構成要件とした体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置である。以下、構成要件とそれに関連する要素について説明する。
<実施形態1 独立型 吐出口>
The stand-alone configuration is an osteoblast colonization treatment device on a metal material embedded in a bone in the body, which has a hydrogen peroxide solution discharge port and an ultraviolet light irradiation port as constituent requirements. The configuration requirements and related elements will be described below.
<Embodiment 1 Stand-alone discharge port>

「過酸化水素水吐出口」は過酸化水素水を吐出する開口と、開口を構成するノズルの先端部分を含むものである。過酸化水素水吐出口の開口形状は、円形であることが基本であるが、必ずしもこれに限定されるものでなく、楕円形状や矩形状であってもよい。また開口の周縁は単に筒の端縁のように構成されていてもよいが、外部から過酸化水素水の流速に応じて空気を巻き込むように負圧で空気を巻き込むノズル形状であってもよい。さらに、金属で構成されるのが基本であるが、セラミックスなど過酸化水素水と反応しづらい物質や、弾性素材、例えばシリコンゴムのようなもので構成されていてもよい。シリコンゴムのような弾性素材で構成されている場合には、インプラントの側面が歯肉と入り組んだ場所や、顎骨と入り組んだ場所でもその場所に突き入れやすくなる。またさらに、先端部分はシリコンゴムであるが、レントゲン撮影をしながら施術できるように先端にX線に反応する金属製のリングをはめ込んで形成してもよい。またノズル先端部分はやはり過酸化水素水に反応しづらい物質で形成されていることが好ましい。セラミックス材料や、表面がコーティングされた金属などである。もちろん反応性が低い金属、例えばステンレスなどで構成することもできる。 The "hydrogen peroxide solution discharge port" includes an opening for discharging hydrogen peroxide solution and a tip portion of a nozzle constituting the opening. The opening shape of the hydrogen peroxide solution discharge port is basically circular, but is not necessarily limited to this, and may be elliptical or rectangular. Further, the peripheral edge of the opening may be configured simply like the edge of a cylinder, but may have a nozzle shape that entrains air with a negative pressure so as to entrain air from the outside according to the flow velocity of the hydrogen peroxide solution. .. Further, although it is basically composed of metal, it may be composed of a substance that does not easily react with hydrogen peroxide solution such as ceramics, or an elastic material such as silicon rubber. If it is made of an elastic material such as silicone rubber, it will be easier to push into the place where the side surface of the implant is intricate with the gingiva or the jawbone. Further, although the tip portion is made of silicon rubber, a metal ring that reacts to X-rays may be fitted to the tip so that the treatment can be performed while taking an X-ray. Further, it is preferable that the tip portion of the nozzle is made of a substance that does not easily react with the hydrogen peroxide solution. Ceramic materials and metals with a coated surface. Of course, it can also be made of a metal having low reactivity, such as stainless steel.

図1に示すように、インプラント(歯科用インプラント)0100が顎骨0101に埋入され、ノズル0102からインプラント0100と歯肉0104との隙間に過酸化水素水を入れ(図1矢印方向)、入れた過酸化水素に対してチップ0103からレーザー光である紫外線等が照射される(図1矢印方向)。過酸化水素は液体であり、供給形態としては霧状に噴霧する方法や液を滴下する方法などが考えられる。骨芽細胞を定着させたい場所は細菌で汚染されている、又は細菌で汚染されていないインプラント表面、特にポケット(インプラントと歯肉の間の溝)の底部付近を中心に過酸化水素と紫外線等を吐出および照射するが、露出しているインプラント表面全体に過酸化水素と紫外線等を吐出および照射するのが望ましい。紫外線等は、基本的に照射吐出口がインプラント表面に向けた状態で照射する。予防歯科的に細菌で汚染されていないインプラント表面に、過酸化水素と紫外線等を吐出および照射して骨芽細胞の定着を促進しても良い。ここで、インプラント材料としては、チタン、コバルトクロム合金、チタン合金などの金属のほか、アルミナ、セラミック、ジルコニア、アパタイトなどが用いられる。また、図1の例では、上記ポケット内を過酸化水素で満たした状態、あるいはインプラント表面が過酸化水素で濡れている状態で紫外線等をインプラント表面に照射する。
これにより、体内骨埋込金属材料(インプラント)に対する骨芽細胞の定着並びに増殖を良好にすることができる。
<実施形態1 独立型 吐出口関連要素>
As shown in FIG. 1, an implant (dental implant) 0100 is placed in the jawbone 0101, and hydrogen peroxide solution is put into the gap between the implant 0100 and the gingiva 0104 from the nozzle 0102 (in the direction of the arrow in FIG. 1). The hydrogen oxide is irradiated with ultraviolet rays such as laser light from the chip 0103 (in the direction of the arrow in FIG. 1). Hydrogen peroxide is a liquid, and as a supply form, a method of spraying in the form of a mist or a method of dropping the liquid can be considered. The place where you want to settle osteoblasts is the surface of the implant that is contaminated with bacteria or not contaminated with bacteria, especially hydrogen hydrogen and ultraviolet rays, etc., mainly near the bottom of the pocket (the groove between the implant and the gingiva). Although it is discharged and irradiated, it is desirable to discharge and irradiate the entire exposed implant surface with hydrogen, hydrogen, and the like. Ultraviolet rays and the like are basically irradiated with the irradiation discharge port facing the implant surface. Preventive Dentistry may promote the colonization of osteoblasts by ejecting and irradiating the surface of an implant that is not contaminated with bacteria with hydrogen peroxide, ultraviolet rays, or the like. Here, as the implant material, in addition to metals such as titanium, cobalt-chromium alloy, and titanium alloy, alumina, ceramic, zirconia, apatite, and the like are used. Further, in the example of FIG. 1, the implant surface is irradiated with ultraviolet rays or the like while the pocket is filled with hydrogen peroxide or the implant surface is wet with hydrogen peroxide.
This makes it possible to improve the colonization and proliferation of osteoblasts with respect to the metal material (implant) embedded in the body.
<Embodiment 1 Stand-alone discharge port-related element>

以上、吐出口の説明であるが、これに関連した要素について以下に説明する。
<実施形態1 独立型 吐出口関連要素 ノズル先端部分に至るノズル部分>
The above is a description of the discharge port, but elements related to this will be described below.
<Embodiment 1 Stand-alone discharge port-related element Nozzle portion leading to the nozzle tip portion>

基本的な材料はノズル先端部分と同様でよい。ノズル先端部分とそこに至るノズル部分との違いは内径である。ノズル先端部分は200ミクロン程度の内径であるが、そこに至る部分は十分な内径を有していてもよい。すなわち、ノズル先端部は図3(B)に示すように、ダブルテーパ形状を有しており、先端部0305の過酸化水素水供給側は外径0.35mm(350μm)程度あり、徐々に径が細くなり吐出口0306は外径0.2mm(200μm)程度の構造である。超小型の吐出口0306により、図1に示すインプラント0100と顎骨0101との隙間(歯肉104との隙間)に過酸化水素水を注入しやすい構造になっている。先端にかけて内径を絞ることにより、ノズル先端開口からの過酸化水素水の吐出圧力を高めることができる。またノズル先端部分に至る部分は、途中でカーブを有していてもよい。カーブを有している形状とすることで、歯肉とインプラントとの微妙な隙間に先端部分を挿入しやすくなる。
<実施形態1 独立型 吐出口関連要素 過酸化水素水送出部分 タンク>
The basic material may be the same as that of the tip of the nozzle. The difference between the nozzle tip and the nozzle leading to it is the inner diameter. The nozzle tip portion has an inner diameter of about 200 microns, but the portion up to that portion may have a sufficient inner diameter. That is, as shown in FIG. 3B, the tip of the nozzle has a double taper shape, and the hydrogen peroxide solution supply side of the tip 0305 has an outer diameter of about 0.35 mm (350 μm), and the diameter gradually increases. The discharge port 0306 has a structure with an outer diameter of about 0.2 mm (200 μm). The ultra-small discharge port 0306 has a structure that makes it easy to inject hydrogen peroxide solution into the gap between the implant 0100 and the jawbone 0101 (the gap between the gingiva 104) shown in FIG. By narrowing the inner diameter toward the tip, the discharge pressure of hydrogen peroxide solution from the nozzle tip opening can be increased. Further, the portion leading to the nozzle tip portion may have a curve in the middle. The curved shape makes it easier to insert the tip into the delicate gap between the gingiva and the implant.
<Embodiment 1 Stand-alone discharge port-related element Hydrogen peroxide solution delivery part tank>

タンクには過酸化水素水を充填する。これはカートリッジ式でもよいし、過酸化水素水をボトル等から移し替えるタイプでもよい。ただし、安全性、清潔性の観点からはカートリッジ型が好ましい。さらに、過酸化水素水の化学的安定性のために、タンクには遮光性を持たせることが好ましいい。さらに温度も一定に保持するように温調装置が備えられていることが好ましい。またタンクの過酸化水素水の残量は、その重量や、光センサによって液面を図るなどして検出できるように構成することが好ましいい。さらに、タンクでは過酸化水素水の追加補充ができるように、ないしは、診療中に突然過酸化水素水が枯渇しないようにカートリッジを複数備えられるように構成し、送出カートリッジを自動的に切り替えることができるように構成することが好ましい。
<実施形態1 独立型 吐出口関連要素 過酸化水素水送出部分 電磁弁>
Fill the tank with hydrogen peroxide solution. This may be a cartridge type or a type in which hydrogen peroxide solution is transferred from a bottle or the like. However, the cartridge type is preferable from the viewpoint of safety and cleanliness. Further, for the chemical stability of the hydrogen peroxide solution, it is preferable to give the tank a light-shielding property. Further, it is preferable that a temperature control device is provided so as to keep the temperature constant. Further, it is preferable that the remaining amount of the hydrogen peroxide solution in the tank can be detected by measuring its weight or the liquid level by an optical sensor. In addition, the tank can be configured to be equipped with multiple cartridges so that additional hydrogen peroxide solution can be replenished, or to prevent sudden depletion of hydrogen peroxide solution during medical treatment, and the delivery cartridge can be switched automatically. It is preferable to configure it so that it can be used.
<Embodiment 1 Stand-alone discharge port-related element Hydrogen peroxide solution delivery part Solenoid valve>

電磁弁は後述する制御部によって原則として制御される。電磁弁は、タンクからの過酸化水素水をノズルに流通させる関門となる部分であって、この電磁弁を閉鎖することによってたとえポンプが駆動されていても、瞬間的に過酸化水素水の吐出を停止することが可能である。この制御は施術者が操作するリモコンによって制御部を介して開閉される。電磁弁の開閉は完全な開状態と完全な閉状態の他に中間状態があるように構成してもよい。またこの電磁弁についても過酸化水素水が反応しない材料で構成されていることが好ましい。材料については既述のとおりである。また電磁弁は複数段にわたって形成されていてもよいし、過酸化水素の流路が並列に設けられて言える場合には各流路ごとに設けられている必要がある。なお、電磁弁の他に手動弁が備えられていることが好ましい。さらに電磁弁は停電時には閉鎖状態となるように設計されることが好ましい。過酸化水素水の出しっぱなしを防止するためである。
<実施形態1 独立型 吐出口関連要素 過酸化水素水送出部分 ポンプ>
The solenoid valve is controlled in principle by a control unit described later. The solenoid valve is the part that serves as a barrier for the hydrogen peroxide solution from the tank to flow to the nozzle, and even if the pump is driven by closing this solenoid valve, the hydrogen peroxide solution is instantaneously discharged. It is possible to stop. This control is opened and closed via the control unit by a remote controller operated by the practitioner. The opening and closing of the solenoid valve may be configured to have an intermediate state in addition to the completely open state and the completely closed state. Further, it is preferable that this solenoid valve is also made of a material that does not react with hydrogen peroxide solution. The materials are as described above. Further, the solenoid valve may be formed over a plurality of stages, and if it can be said that the hydrogen peroxide flow paths are provided in parallel, it is necessary to provide each flow path. It is preferable that a manual valve is provided in addition to the solenoid valve. Further, it is preferable that the solenoid valve is designed to be closed in the event of a power failure. This is to prevent the hydrogen peroxide solution from being left out.
<Embodiment 1 Stand-alone discharge port-related element Hydrogen peroxide solution delivery part pump>

ポンプは過酸化水素水を汚染しない材料で構成されている必要がある。さらに過酸化水素水を分解しないように構成することも必要である。このためにポンプの回転羽根の回転数や、回転羽根の材質が選択される。ポンプの回転羽根の回転数は、低速であるほど過酸化水素水の分解を予防できるので、できるだけ羽根を大きくとるか、ポンプの羽根を複数段にして一段当たりの羽根の回転数を低くすることが好ましい。また流量を調節する際には複数段それぞれに回転数を制御できるように構成してもよい。最終段を停止させたり、先頭段を停止させることで流速、流量を細かく調整可能である。さらに羽根の材質は化学反応が起こりにくいという観点から表面材料はテフロン(登録商標)など化学反応性が低い材料を利用することが好ましい。またポンプは羽根を利用しないで蛇腹型のポンプを利用することも考えられる。このタイプであると、羽根が液体である過酸化水素水に局所的に高圧を発生させるのに対して、液体の全体に等圧で走液できるからである。
<実施形態1 独立型 吐出口関連要素 過酸化水素水送出部分 電源>
The pump must be constructed of a material that does not contaminate the hydrogen peroxide solution. It is also necessary to configure the hydrogen peroxide solution so that it does not decompose. For this purpose, the rotation speed of the rotary blades of the pump and the material of the rotary blades are selected. The lower the rotation speed of the rotary blades of the pump, the more the decomposition of the hydrogen peroxide solution can be prevented. Is preferable. Further, when adjusting the flow rate, the rotation speed may be controlled for each of a plurality of stages. The flow velocity and flow rate can be finely adjusted by stopping the final stage or stopping the first stage. Further, from the viewpoint that the material of the blade is less likely to cause a chemical reaction, it is preferable to use a material having low chemical reactivity such as Teflon (registered trademark) as the surface material. It is also conceivable to use a bellows type pump instead of using blades. This is because, in this type, the blades locally generate a high pressure in the liquid hydrogen peroxide solution, whereas the entire liquid can be run at the same pressure.
<Embodiment 1 Stand-alone discharge port-related element Hydrogen peroxide solution delivery part Power supply>

電源は突然の停電に備えて無停止電源とすることが好ましい。例えば、外部から給電はされるものの、蓄電池を備えて瞬低を防止するように構成することが考えられる。また、ポンプの駆動に応じて電源出力を可変とするように構成してもよい。消費電力を抑え、また、ポンプに負荷がかかりすぎないようにするためである。
<実施形態1 独立型 吐出口関連要素 過酸化水素水送出部分 制御部>
The power supply is preferably an uninterruptible power supply in case of a sudden power failure. For example, although power is supplied from the outside, it is conceivable to provide a storage battery to prevent a momentary decrease. Further, the power output may be made variable according to the drive of the pump. This is to reduce power consumption and prevent the pump from being overloaded.
<Embodiment 1 Stand-alone discharge port-related element Hydrogen peroxide solution delivery part Control unit>

ポンプや電磁弁、あるいはこれらに関連してセンサー、通信機能などを制御する機能を制御部に与える。基本的に過酸化水素水の吐出と吐出の停止に関しては施術者の操作するリモコンからの信号に応じて制御信号をポンプ、電磁弁等に出力する。さらに、非常停止モードを設けて何らかの不具合が生じた場合には過酸化水素水の流出を停止するように設計することが好ましい。例えば、過酸化水素水であることを検出する過酸化水素水検出センサを流路中に設けておき、流通している液体が過酸化水素水でないと判断された場合には流出を停止するようにポンプ、電磁弁を制御するように設計することができる。さらに過酸化水素水の温度を温度センサによって計測し、流通する過酸化水素水の温度が所定の範囲を逸脱した場合にも過酸化水素水を流通させるためのポンプを停止したり、電磁弁を閉鎖するように制御することが考えられる。さらに、温度が所定の温度に到達したら再度ポンプを稼働し、電磁弁を開状態に制御するように構成してもよい。
<実施形態1 独立型 吐出口関連要素 過酸化水素水送出部分 その他>
The control unit is provided with a function to control a pump, a solenoid valve, or a sensor, a communication function, etc. related to these. Basically, regarding the discharge of hydrogen peroxide solution and the stop of discharge, a control signal is output to a pump, a solenoid valve, etc. according to a signal from a remote controller operated by the practitioner. Further, it is preferable to provide an emergency stop mode so as to stop the outflow of hydrogen peroxide solution in the event of some trouble. For example, a hydrogen peroxide solution detection sensor that detects that it is hydrogen peroxide solution is provided in the flow path so that the outflow is stopped when it is determined that the flowing liquid is not hydrogen peroxide solution. Can be designed to control pumps, hydrogen peroxide. Furthermore, the temperature of the hydrogen peroxide solution is measured by a temperature sensor, and even if the temperature of the circulating hydrogen peroxide solution deviates from a predetermined range, the pump for circulating the hydrogen peroxide solution is stopped or the electromagnetic valve is turned on. It is conceivable to control it to close. Further, when the temperature reaches a predetermined temperature, the pump may be operated again to control the solenoid valve in the open state.
<Embodiment 1 Stand-alone discharge port-related element Hydrogen peroxide solution delivery portion Others>

過酸化水素水の流路は常に清潔に保たれている必要があるために自動洗浄機能が設けられていてもよい。これは一定期間装置が利用されない場合に空気中の雑菌によって流路が汚染されるためである。例えばアルコールタンクを設けて、アルコールを装置の流路の全体に流通させるように構成してもよい。さらに流路内での雑菌の繁殖を最低限に抑制するために流路を外気と遮断する遮断部を設けてもよい。この遮断部はノズルの後端部分に設けるようにし、ノズルは取り換え可能に設計することが考えらえる。ノズル部分は人体にさらされるために交換可能ないしは交換可能かつディスポーザブルに設計してもよい。なお、制御部に命令を出す基本的な部分は施術者の利用するリモコンであるが、このリモコンの操作ボタン類はできるだけノズルに近い過酸化水素水流通経路近辺に設けることが好ましい。本実施形態では、過酸化水素水吐出流路と紫外線等照射路とが別体であるために施術者の両手が塞がるからである。従って、過酸化水素水に関連する操作ボタン類は、過酸化水素水流通経路上に設けることが直感的に操作出来て好ましい。 Since the flow path of the hydrogen peroxide solution needs to be kept clean at all times, an automatic cleaning function may be provided. This is because the flow path is contaminated by germs in the air when the device is not used for a certain period of time. For example, an alcohol tank may be provided so that alcohol can be circulated throughout the flow path of the device. Further, in order to minimize the growth of germs in the flow path, a blocking portion may be provided to block the flow path from the outside air. It is conceivable that this cutoff portion is provided at the rear end portion of the nozzle, and the nozzle is designed to be replaceable. The nozzle portion may be replaceable or replaceable and disposable because it is exposed to the human body. The basic part for issuing commands to the control unit is the remote controller used by the practitioner, but it is preferable to provide the operation buttons of the remote controller as close to the hydrogen peroxide solution distribution path as possible. This is because in the present embodiment, both hands of the practitioner are blocked because the hydrogen peroxide solution discharge flow path and the ultraviolet irradiation path are separate bodies. Therefore, it is preferable that the operation buttons related to the hydrogen peroxide solution are provided on the hydrogen peroxide solution distribution path because they can be intuitively operated.

図2、図3(A)に示すように、噴射装置0200は、過酸化水素水を貯蔵する過酸化水素水タンク0201と、過酸化水素水を注入するための注入口0202と、過酸化水素水タンク0201の過酸化水素水を噴射するための電磁弁としてのバルブ0203と、過酸化水素水を外部に送り出すポンプ0204と、過酸化水素水を流通させる過酸化水素水流通管0205と、過酸化水素水を患部(例えば、インプラント周囲炎等の患部)に吐出させる吐出口0206と、バルブ0203およびポンプ0204を制御するコントローラ0207と、バルブ0203、ポンプ0204、コントローラ0207に電源供給を行う電源0208とから構成される。 As shown in FIGS. 2 and 3A, the injection device 0200 includes a hydrogen peroxide solution tank 0201 for storing hydrogen hydrogen solution, an injection port 0202 for injecting hydrogen hydrogen solution, and hydrogen peroxide. A valve 0203 as an electromagnetic valve for injecting the hydrogen peroxide solution of the water tank 0201, a pump 0204 for sending out the hydrogen peroxide solution to the outside, and a hydrogen peroxide solution flow tube 0205 for circulating the hydrogen peroxide solution. Discharge port 0206 for discharging hydrogen oxide water to the affected area (for example, affected area such as peri-implantitis), controller 0207 for controlling valve 0203 and pump 0204, and power supply 0208 for supplying power to valve 0203, pump 0204, and controller 0207. It is composed of and.

このような噴射装置0200のコントローラ0207の制御により、過酸化水素水が、一定量、例えば1分、2分、3分、4分、5分と所定時間、吐出口0206から患者のインプラントへ吐出される。ここで、噴射装置から吐出される過酸化水素水の吐出速度は、100CC/分以下である。
この噴射装置0200の吐出口0206からの過酸化水素水の吐出と同時に、紫外線等照射装置のペン状本体の先端に設けた照射口から紫外線、近紫外線、青色可視光線のいずれか一以上の光線を照射すると、効率的にヒドロキシラジカルが発生するので、インプラント周囲の骨芽細胞の定着及び増殖が良好となることが分かった。
っている。
<実施形態1 独立型 照射口>
Under the control of the controller 0207 of the injection device 0200, hydrogen peroxide solution is discharged from the discharge port 0206 to the patient's implant in a fixed amount, for example, 1 minute, 2 minutes, 3 minutes, 4 minutes, 5 minutes and a predetermined time. Will be done. Here, the discharge rate of the hydrogen peroxide solution discharged from the injection device is 100 CC / min or less.
At the same time as the discharge of hydroxyl radical from the discharge port 0206 of the injection device 0200, one or more of ultraviolet rays, near-ultraviolet rays, and blue visible light are emitted from the irradiation port provided at the tip of the pen-shaped main body of the irradiation device such as ultraviolet rays. It was found that when irradiated with UV light, hydroxyl radicals are efficiently generated, so that the fixation and proliferation of osteoblasts around the implant are improved.
ing.
<Embodiment 1 Stand-alone irradiation port>

「照射口」は開口と、開口を構成するチップの先端部分を含む。照射口は、紫外線等を照射する。照射は基本的に透明部材を介して行われる。透明部材は紫外線等を透過する部材である必要があるので石英類、シリコーン系材料などで構成する。紫外線の光量は、0.1ミリワット以上が好ましい。さらにこの開口部分の透過材料部分は交換可能であって良い。また交換可能である上にディスポーザブルであってよい。この部分は人体に接触する部分であり、感染症の防止のためである。また透過材料部分はその一部にX線で観察するための金属マーカーが備えられていてもよい。
<実施形態1 独立型 照射口関連要素>
The "irradiation port" includes an opening and a tip portion of a chip constituting the opening. The irradiation port irradiates ultraviolet rays or the like. Irradiation is basically performed through a transparent member. Since the transparent member needs to be a member that transmits ultraviolet rays and the like, it is made of quartz, a silicone-based material, or the like. The amount of ultraviolet light is preferably 0.1 milliwatt or more. Further, the transparent material portion of this opening portion may be replaceable. It is also replaceable and may be disposable. This part is in contact with the human body and is for the prevention of infectious diseases. Further, the transparent material portion may be provided with a metal marker for observing with X-rays in a part thereof.
<Embodiment 1 Stand-alone irradiation port-related element>

以下に照射口関連要素について説明する。
<実施形態1 独立型 照射口関連要素 チップ先端部分に至るチップ部分>
The elements related to the irradiation port will be described below.
<Embodiment 1 Stand-alone irradiation port-related element Chip portion leading to the tip tip portion>

チップ先端部分に至るチップ部分は原則的に紫外線等を伝送するための光ファイバーを内部に含むものである。この光ファイバーは紫外線等の光源からつながっているものである。なお、チップ先端部分の交換可能又はディスポーザブルな透過材料部分との接続部には透明かつ紫外線等を透過するジェル状物質で満たされていることが好ましい。紫外線等の伝導損失を低くするためである。また光軸が一致する必要があるので、チップ先端部分の透過材料部分と光ファイバーとは軸心を容易に一致することができる構成になっていることが好ましい。いわゆるフェルールのような構造を有していることが好ましい。
<実施形態1 独立型 照射口関連要素 紫外線等レーザー光源>
In principle, the chip portion leading to the chip tip portion contains an optical fiber for transmitting ultraviolet rays and the like. This optical fiber is connected from a light source such as ultraviolet rays. It is preferable that the connection portion of the tip portion of the chip with the replaceable or disposable transmissive material portion is filled with a gel-like substance that is transparent and transmits ultraviolet rays and the like. This is to reduce the conduction loss of ultraviolet rays and the like. Further, since the optical axes need to be aligned with each other, it is preferable that the transmission material portion at the tip of the chip and the optical fiber have a configuration in which the axes can be easily aligned. It is preferable to have a structure like a so-called ferrule.
<Embodiment 1 Stand-alone irradiation port-related element Laser light source such as ultraviolet rays>

紫外線等レーザー光源は、紫外線LED光源とすることが好ましいが、紫外線は肉眼で把握しづらいために近紫外線や青色可視光であってもよい。なお、紫外線と可視光線との混合であって良いことはもちろんである。さらに、インプラントの照射位置を確認するために可視光を射出し、施術の際には可視光を射出しないで紫外光のみとする構成も考えられる。可視光でターゲッティングして、その位置を確認し、紫外光での施術とするものである。さらに光が当たっている場所を把握しやすくするために可視光を点滅させたり、可視光と紫外光とを短期間に交互に照射して常にターゲティング位置がどこであるか把握できるように構成してもよい。
<実施形態1 独立型 照射口関連要素 紫外線等レーザー導光路>
The laser light source such as ultraviolet rays is preferably an ultraviolet LED light source, but since ultraviolet rays are difficult to grasp with the naked eye, near ultraviolet rays or blue visible light may be used. Of course, it may be a mixture of ultraviolet rays and visible light. Further, it is conceivable to emit visible light to confirm the irradiation position of the implant, and to use only ultraviolet light without emitting visible light at the time of treatment. Targeting is performed with visible light, the position is confirmed, and the treatment is performed with ultraviolet light. In addition, visible light is blinked to make it easier to grasp where the light is shining, and visible light and ultraviolet light are alternately irradiated in a short period of time so that the targeting position can always be grasped. May be good.
<Embodiment 1 Stand-alone irradiation port-related element Laser light guide path such as ultraviolet rays>

紫外線等レーザー導光路は光ファイバーで構成される。原則的には一番利用する光の中で波長が短い光が損失を低くできる材料を利用する。また、光源を二種類以上利用する場合には照射口のあるチップ先端付近で二経路以上を統合するように導光路を設計することもできる。さらに、チップ先端付近にレンズを設けて、逆にチップ先端付近の映像を取得する経路を設けることも可能である。チップ先端付近の映像によってインプラントの表面状態の情報を取得することができるからである。この映像は必ずしも結像したものである必要はなく、ぼやけたものであってもよい。ぼやけたものであっても統計処理によってインプラントやインプラントの周囲状況を把握することが可能となるからである。さらにはこの状況把握に人工知能技術を用いることも可能である。
<実施形態1 独立型 照射口関連要素 紫外線等電源>
Laser light guide paths such as ultraviolet rays are composed of optical fibers. In principle, use a material that can reduce the loss of light with a short wavelength among the most used light. Further, when two or more types of light sources are used, the light guide path can be designed so as to integrate two or more paths near the tip of the chip having the irradiation port. Further, it is also possible to provide a lens near the tip of the chip and conversely provide a path for acquiring an image near the tip of the chip. This is because information on the surface condition of the implant can be obtained from the image near the tip of the tip. This image does not necessarily have to be an image, and may be blurred. This is because even if it is blurred, it is possible to grasp the implant and the surrounding condition of the implant by statistical processing. Furthermore, it is also possible to use artificial intelligence technology to grasp this situation.
<Embodiment 1 Stand-alone irradiation port-related element Power supply such as ultraviolet rays>

紫外線等電源は基本的には安定化された電源である必要がある。さらには紫外線等の光量や強度を変えるために出力が制御されるように構成してもよい。この制御は後述する制御部からの信号に基づいて行われる。
<実施形態1 独立型 照射口関連要素 制御部>
The power source such as ultraviolet rays basically needs to be a stabilized power source. Further, the output may be controlled in order to change the amount and intensity of ultraviolet rays and the like. This control is performed based on a signal from a control unit described later.
<Implementation 1 Stand-alone irradiation port related element control unit>

制御部は基本的には施術者の操作信号をリモコン等から受け取って紫外線射出系統を制御する。主な制御対象は紫外線等光源と電源である。ただし、前述のように、点滅を所定の間隔で繰り返すような場合、紫外線と可視光線とを交互に射出するような場合にはプログラミングに基づいて制御されるように構成する。この場合には計時機能を有する水晶振動子からの信号などを利用する。 The control unit basically receives the operation signal of the practitioner from a remote controller or the like to control the ultraviolet emission system. The main control targets are light sources such as ultraviolet rays and power supplies. However, as described above, in the case where blinking is repeated at predetermined intervals and in the case where ultraviolet rays and visible rays are alternately emitted, it is configured to be controlled based on programming. In this case, a signal from a crystal oscillator having a timekeeping function is used.

図4に紫外線等照射装置の概略構成を示し、図5に図4の紫外線等照射装置の詳細構成を示す。以下、図4、図5により、紫外線等照射装置の構成動作について説明する。 FIG. 4 shows a schematic configuration of an ultraviolet irradiation device, and FIG. 5 shows a detailed configuration of the ultraviolet irradiation device of FIG. Hereinafter, the configuration operation of the ultraviolet irradiation device will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

図4に示すように、紫外線等照射装置0400は、紫外線、近紫外線、青色可視光線のいずれか一以上(以下「紫外線等」という。)をペン状本体の先端部ノズル0401の端面に設けた照射口(照射面)0402から照射可能である。 As shown in FIG. 4, the ultraviolet irradiation device 0400 is provided with one or more of ultraviolet rays, near-ultraviolet rays, and blue visible light (hereinafter referred to as “ultraviolet rays, etc.”) on the end face of the tip nozzle 0401 of the pen-shaped main body. Irradiation is possible from the irradiation port (irradiation surface) 0402.

紫外線等照射装置0402が充電器0403にセットされ、電源ケーブル0404を介して図示しない外部電源に接続され紫外線等照射装置0400の充電を行う。図4の例では、紫外線等照射装置0402は紫外線等を照射するための光源を内蔵し装置を操作する操作部と再充電可能なバッテリーを内蔵したバッテリー部に分かれている。操作部とバッテリー部は分離可能な構造を有しており、装置の充電が切れた場合は予備バッテリーに交換することができる。これにより、歯科医師は患者に対する施術を継続して行うことができる。ここで、紫外線等照射装置0400はコードレスタイプの装置を示したが、再充電可能なバッテリーを持たず、装置から引き出された電源ケーブルを介して直接電源供給するタイプのものでもよい。また、バッテリーと電源供給を両方使用できるものでもよい。
バッテリーに交換することができる。これにより、歯科医師は患者に対する施術を継続して行うことができる。ここで、紫外線等照射装置0400はコードレスタイプの装置を示したが、再充電可能なバッテリーを持たず、装置から引き出された電源ケーブルを介して直接電源供給するタイプのものでもよい。また、バッテリーと電源供給を両方使用できるものでもよい。
The ultraviolet irradiation device 0402 is set in the charger 0403 and connected to an external power source (not shown) via the power cable 0404 to charge the ultraviolet irradiation device 0400. In the example of FIG. 4, the ultraviolet irradiation device 0402 is divided into an operation unit having a built-in light source for irradiating ultraviolet rays and the like to operate the device, and a battery unit having a built-in rechargeable battery. The operation unit and the battery unit have a separable structure, and when the device is out of charge, it can be replaced with a spare battery. This allows the dentist to continue the procedure on the patient. Here, the ultraviolet irradiation device 0400 is a cordless type device, but it may be a type that does not have a rechargeable battery and directly supplies power via a power cable drawn from the device. Further, it may be possible to use both a battery and a power supply.
Can be replaced with a battery. This allows the dentist to continue the procedure on the patient. Here, the ultraviolet irradiation device 0400 is a cordless type device, but it may be a type that does not have a rechargeable battery and directly supplies power via a power cable drawn from the device. Further, it may be possible to use both a battery and a power supply.

図5に示すように、紫外線等照射装置0500は、紫外線等を出射するLED等の紫外線等光源0501と、紫外線等を集光させる集光レンズ0502と、紫外線等を導く光ファイバー0503と、光ファイバー0503で導光された紫外線等を照射する照射口(照射面)としてのレンズ0504と、紫外線等の照射制御を行うコントローラ0505と、コントローラに0505に接続された電源0506とから構成される。 As shown in FIG. 5, the ultraviolet irradiation device 0500 includes an ultraviolet light source 0501 such as an LED that emits ultraviolet rays, a condenser lens 0502 that collects ultraviolet rays, an optical fiber 0503 that guides ultraviolet rays, and an optical fiber 0503. It is composed of a lens 0504 as an irradiation port (irradiation surface) for irradiating ultraviolet rays and the like guided by the above, a controller 0505 that controls irradiation of ultraviolet rays and the like, and a power supply 0506 connected to the controller 0505.

このような紫外線等照射装置0500から出射される紫外線等は、紫外線、近紫外線、青色可視光線のいずれか一以上の光線である。光線の波長は、365nm、400nm、465nmの波長を使用できる。図5の例では、複数のLEDを用いた例を示したが、1つ以上であれば良く、2つ、3つ選択的に採用可能である。従って、青色LED(約465nm)、紫色LED(約400nm)の二波長タイプや、LED(365nm)の一波長タイプのものでも良い。ここで、人体への影響を考慮して紫外線等照射装置から照射される紫外線又は近紫外線の光量は、0.1ミリワット以上である。
<実施形態1 独立型 照射口関連要素 先端部レンズ1>
The ultraviolet rays and the like emitted from such an ultraviolet irradiation device 0500 are any one or more of ultraviolet rays, near-ultraviolet rays, and blue visible rays. As the wavelength of the light beam, wavelengths of 365 nm, 400 nm, and 465 nm can be used. In the example of FIG. 5, an example using a plurality of LEDs is shown, but one or more LEDs may be used, and two or three LEDs can be selectively adopted. Therefore, a two-wavelength type of a blue LED (about 465 nm) and a purple LED (about 400 nm) or a one-wavelength type of an LED (365 nm) may be used. Here, the amount of ultraviolet rays or near-ultraviolet rays irradiated from the irradiation device such as ultraviolet rays is 0.1 milliwatt or more in consideration of the influence on the human body.
<Embodiment 1 Stand-alone irradiation port-related element Tip lens 1>

先端部のレンズは、光源からの光を散乱照射するように構成することができる。 The lens at the tip can be configured to scatter and irradiate light from a light source.

図6に示すように、本実施形態の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置は、紫外線等照射装置の紫外線等照射口(照射面)0601からの紫外線等の光線(レーザー光)0602を、曇りガラス等の散乱面0603を介して散乱させ、散乱光0604をインプラント0605に光散乱させるように構成しても良い。直進する光の場合にはインプラントのねじ山や、歯肉によって影となる部分まで光が回り込みにくいが、散乱光を利用することによって回り込みがしやすくなるためである。
<実施形態1 独立型 照射口関連要素 先端部レンズ2>
As shown in FIG. 6, the osteoblast fixation treatment apparatus on the metal material embedded in the body of the present embodiment is a light beam (laser light) such as ultraviolet rays from an ultraviolet ray irradiation port (irradiation surface) 0601 of the ultraviolet light irradiation device. The 0602 may be configured to be scattered through a scattering surface 0603 such as a frosted glass, and the scattered light 0604 may be light scattered to the implant 0605. In the case of light traveling straight, it is difficult for the light to wrap around to the thread of the implant or the part shaded by the gingiva, but it is easier to wrap around by using scattered light.
<Embodiment 1 Stand-alone irradiation port-related element Tip lens 2>

先端部のレンズは、光源からの光を集光照射するように構成することができる。 The lens at the tip can be configured to focus and irradiate the light from the light source.

また、図7に示すように、本実施形態の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置は、紫外線等照射装置の紫外線等照射口(照射面)0701からの紫外線等の光線0702を、集光レンズ0703で集光させ、集光光0704をインプラント0705に集光させるように構成しても良い。インプラントが比較的露出した状態で紫外光等を照射できる場合にはできるだけ狙った場所に光を集めるほうが効率が良いので、そのような場合には集光レンズを介して狙った場所に紫外光等を照射するようにすることが効果的である。
<実施形態1 一体型 概要>
Further, as shown in FIG. 7, the osteoblast fixation treatment device on the bone-embedded metal material in the body of the present embodiment emits light rays such as ultraviolet rays from the ultraviolet ray irradiation port (irradiation surface) 0701 of the ultraviolet ray irradiation device. , The condensing lens 0703 may be used to condense the light, and the condensing light 0704 may be condensed on the implant 0705. When it is possible to irradiate ultraviolet light etc. with the implant relatively exposed, it is more efficient to collect the light at the target place as much as possible. It is effective to irradiate.
<Embodiment 1 Integrated Overview>

基本的には体内埋込金属材料に対する骨芽細胞の定着並びに増殖を良好にする装置であって、過酸化水素水吐出口と紫外線等照射口とは一体となった装置である。
<実施形態1 一体型 具体的構成>
Basically, it is a device that improves the fixation and proliferation of osteoblasts in a metal material embedded in the body, and is a device in which a hydrogen peroxide solution discharge port and an ultraviolet irradiation port are integrated.
<Embodiment 1 Integrated Specific Configuration>

一体型の構成は、過酸化水素水吐出口と紫外線等照射口とが一体となった照射吐出口を構成要件とした体内埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置である。以下、構成要件とそれに関連する要素について説明する。
<実施形態1 一体型 照射吐出口>
The integrated configuration is an osteoblast colonization treatment device on an implantable metal material, which has an irradiation discharge port in which a hydrogen peroxide solution discharge port and an irradiation port such as ultraviolet rays are integrated as a constituent requirement. The configuration requirements and related elements will be described below.
<Embodiment 1 Integrated Irradiation Discharge Port>

「照射吐出口」は紫外線等を照射する開口及び過酸化水素水を吐出する開口と、これらの開口を構成するチップの先端部分を含むものである。照射吐出口の開口形状は、照射口の開口周囲に吐出口の開口を有する二重構造の円形であることが基本であるが、必ずしもこれに限定されるものでなく、楕円形状や矩形状であってもよい。また開口の周縁は単に筒の端縁のように構成されていてもよいが、外部から過酸化水素水の流速に応じて空気を巻き込むように負圧で空気を巻き込むチップ形状であってもよい。照射口部分は、独立型で説明した照射口の材料と同様であるので、説明を省略する。また、吐出口部分は独立型で説明した吐出口の材料と同様であるので、説明を省略する。 The "irradiation discharge port" includes an opening for irradiating ultraviolet rays and the like, an opening for discharging hydrogen peroxide solution, and a tip portion of a chip constituting these openings. The opening shape of the irradiation discharge port is basically a circular structure having a double structure having an opening of the discharge port around the opening of the irradiation port, but is not necessarily limited to this, and may be an elliptical shape or a rectangular shape. There may be. Further, the peripheral edge of the opening may be configured simply like the edge of a cylinder, but may have a chip shape that entrains air with a negative pressure so as to entrain air from the outside according to the flow velocity of the hydrogen peroxide solution. .. Since the irradiation port portion is the same as the material of the irradiation port described in the stand-alone type, the description thereof will be omitted. Further, since the discharge port portion is the same as the material of the discharge port described in the stand-alone type, the description thereof will be omitted.

図8(A)(B)に示すように、インプラント(歯科用インプラント)0800が顎骨0801に埋入され、一体型のチップ0802からインプラント0800と歯肉0804との隙間に紫外線等の照射および過酸化水素水の吐出(放出)がされる。図8(A)では、非外科処置の場合を示し、図8(B)では、外科処置の場合を示す。非外科処置、外科処置に関わらず、インプラント表面を過酸化水素で洗浄すると同時に紫外線等を照射する。外科処置の場合には、広い術野が確保できるため、照射吐出口の大きい装置を使用することで効率的にインプラント表面の照射処理を行えるという利点がある。図27に示すように、インプラントを埋込んだ初期段階(健康な状態)からインプラント周囲炎になりインプラントと歯肉との間にポケットができてインプラント周囲の骨が喪失したときに治療を施す。ここで、非外科処置はインプラント周囲炎のポケットに器具を挿入して治療を行う方法であり、外科処置は、図示しないメス等で歯肉を切開し、歯肉を剥離した状態で治療を行う方法である。非外科処置、外科処置に関わらず、インプラント表面の処理を、過酸化水素と紫外線等照射により行う。
これにより、体内骨埋込金属材料(インプラント)に対する骨芽細胞の定着並びに増殖を良好にすることができる。ここで、インプラント材料としては、チタン、コバルトクロム合金、チタン合金などの金属のほか、アルミナ、セラミック、ジルコニア、アパタイトなどが用いられる。
<実施形態1 一体型 照射吐出口関連要素>
As shown in FIGS. 8A and 8B, an implant (dental implant) 0800 is implanted in the jawbone 0801, and the gap between the implant 0800 and the gingiva 0804 is irradiated with ultraviolet rays or the like from the integrated tip 0802 and peroxidation. Hydrogen water is discharged (released). FIG. 8A shows the case of non-surgical procedure, and FIG. 8B shows the case of surgical procedure. Regardless of non-surgical procedure or surgical procedure, the surface of the implant is washed with hydrogen peroxide and at the same time irradiated with ultraviolet rays. In the case of surgical treatment, since a wide surgical field can be secured, there is an advantage that the irradiation treatment of the implant surface can be efficiently performed by using a device having a large irradiation discharge port. As shown in FIG. 27, treatment is performed when peri-implantitis occurs from the initial stage (healthy state) of implant placement, a pocket is formed between the implant and the gingiva, and the bone around the implant is lost. Here, the non-surgical procedure is a method of inserting an instrument into the pocket of peri-implantitis for treatment, and the surgical procedure is a method of incising the gingiva with a scalpel or the like (not shown) and performing the treatment with the gingiva peeled off. be. Regardless of non-surgical procedure or surgical procedure, the implant surface is treated by irradiation with hydrogen peroxide and ultraviolet rays.
This makes it possible to improve the colonization and proliferation of osteoblasts with respect to the metal material (implant) embedded in the body. Here, as the implant material, in addition to metals such as titanium, cobalt-chromium alloy, and titanium alloy, alumina, ceramic, zirconia, apatite, and the like are used.
<Embodiment 1 Integrated Irradiation Discharge Port Related Elements>

以上、照射吐出口の説明であるが、これに関連した要素について以下に説明する。
<実施形態1 一体型 照射吐出口関連要素 チップ先端部分に至るチップ部分>
The above is a description of the irradiation discharge port, but elements related to this will be described below.
<Embodiment 1 Integrated Irradiation Discharge Port Related Element Chip portion leading to the tip tip portion>

チップ部分は、照射吐出口から過酸化水素水を吐出し、吐出された過酸化水素水に紫外線等(レーザー光)を照射して効率的にヒドロキシラジカルを発生させるために、紫外線等の照射経路とは別経路で過酸化水素水の流路を設けている。 The chip part discharges hydrogen peroxide solution from the irradiation discharge port, and irradiates the discharged hydrogen peroxide solution with ultraviolet rays (laser light) to efficiently generate hydroxy radicals. A flow path for hydrogen peroxide solution is provided as a separate route.

図9下図に示すように、先端のチップ部分0902は中空の管構造0905をしており、光ファイバー0904を内蔵させ、数箇所にサポート部材を設置し(図示省略)、光ファイバー0904の周囲の中空部分から過酸化水素水を誘導して流す流路0906と光源(図示省略)から出射されたレーザー光(紫外線等)を光ファイバー0904内を導光させるライトガイド(図示省略)を備え、先端の照射吐出口0901からそれぞれレーザー光(紫外線等)と過酸化水素水を同時に出せるような機構となっている。図9下図の例は、紫外線等の照射を散乱光(図6参照)により行う例を示している。過酸化水素は液体であり、供給形態としては霧状に噴霧する方法や液を滴下する方法などが考えられる。このような過酸化水素の供給形態は問わないが、インプラント表面が過酸化水素で濡れた状態で紫外線等を照射することが重要である。
<実施形態1 一体型 照射吐出口関連要素 チップに至るまでの部分>
As shown in the lower figure of FIG. 9, the tip portion 0902 at the tip has a hollow tube structure 0905, an optical fiber 0904 is built in, support members are installed at several places (not shown), and a hollow portion around the optical fiber 0904. It is equipped with a flow path 0906 that guides and flows hydrogen peroxide solution from the optical fiber and a light guide (not shown) that guides laser light (ultraviolet rays, etc.) emitted from a light source (not shown) into the optical fiber 0904. The mechanism is such that laser light (ultraviolet rays, etc.) and hydrogen peroxide solution can be emitted simultaneously from the outlet 0901. FIG. 9 The example in the lower figure shows an example in which irradiation with ultraviolet rays or the like is performed by scattered light (see FIG. 6). Hydrogen peroxide is a liquid, and as a supply form, a method of spraying in the form of a mist or a method of dropping the liquid can be considered. The supply form of hydrogen peroxide is not limited, but it is important to irradiate the implant surface with ultraviolet rays or the like while the surface of the implant is wet with hydrogen peroxide.
<Embodiment 1 Integrated Irradiation Discharge Port Related Elements Part Up to Chip>

図9上図に示すように、図示しない紫外線等照射装置と噴射装置に接続された誘導管0903(別経路で紫外線等と過酸化水素水を誘導する)と、誘導管0903に結合された先端のチップ部分0902と、先端のチップ部分0902の端部に一体型の先端の照射吐出口0901とを備えている。
<実施形態1 一体型 制御部>
As shown in the upper figure of FIG. 9, a guide tube 0903 (inducing ultraviolet rays and hydrogen peroxide solution by another route) connected to an irradiation device such as ultraviolet rays and an injection device (not shown) and a tip coupled to the guide tube 0903. A tip portion 0902 and an integrated tip irradiation discharge port 0901 are provided at the end of the tip portion 0902.
<Embodiment 1 Integrated Control Unit>

制御部は基本的には施術者の操作信号をリモコン等から受け取って紫外線射出系統を制御する。主な制御対象は紫外線等光源と電源である。紫外線等レーザー光源の制御や紫外線等電源の制御は独立型の説明したものと同様であるので、説明を省略する。 The control unit basically receives the operation signal of the practitioner from a remote controller or the like to control the ultraviolet emission system. The main control targets are light sources such as ultraviolet rays and power supplies. Since the control of the laser light source such as ultraviolet rays and the control of the power source such as ultraviolet rays are the same as those described in the stand-alone type, the description thereof will be omitted.

以下、図10により、本実施形態1の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理方法を説明する。
まず、患者のインプラントとインプラントが埋め込まれた顎骨との間隙(歯肉との間隙)に過酸化水素水を吐出する過酸化水素水の吐出ステップを実行する(ステップ1001)。
この過酸化水素水の吐出をしながら、紫外線、近紫外線、青色可視光線(紫外線等)のいずれか一以上の散乱光を紫外線等照射口から照射する紫外線等の照射ステップを実行する(ステップ1002)。
Hereinafter, the method for establishing osteoblasts on a metal material embedded in a bone in the body according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
First, the hydrogen peroxide solution ejection step of ejecting the hydrogen peroxide solution into the gap between the patient's implant and the jawbone in which the implant is embedded (the gap with the gingiva) is executed (step 1001).
While discharging the hydrogen peroxide solution, an irradiation step of ultraviolet rays or the like that irradiates one or more scattered light of ultraviolet rays, near ultraviolet rays, and blue visible rays (ultraviolet rays or the like) from the irradiation port of ultraviolet rays or the like is executed (step 1002). ).

上記過酸化水素水の吐出ステップ1001と紫外線等の照射ステップ1002の実行の手順は、逆に行っても良いし、または同時に行っても良い。 The procedure for executing the hydrogen peroxide solution discharge step 1001 and the ultraviolet irradiation step 1002 may be performed in reverse or at the same time.

これにより、患者のインプラント周囲の骨芽細胞の定着及び増殖を良好にすることができる。
<実施形態1 他の具体的システム構成>
This can improve the colonization and proliferation of osteoblasts around the patient's implant.
<Embodiment 1 Other Specific System Configuration>

図19に示すように、歯科医院において、歯科用の施術装置1903に患者1902が横たわっており、歯科医師1901により歯科の施術を行っている。施術装置1903はネットワーク(有線LAN、無線LAN、インターネット、ブロードバンド、モバイルネットワークを含む)を介して、図示しないレセプトコンピュータシステムと接続されている。このレセプトコンピュータシステムは歯科医院内のコンピュータや、遠隔のコンピュータ上にソフトウェアで実現されたり、または専用のハードウェアで実現される。施術装置1903は、液晶用タッチパネルディスプレイ1904、歯科レントゲン、CTスキャン画像等を表示するディスプレイ1905、口腔内を明るく照らすLED無影灯1906、施術装置制御部1907、ディスプレイ1905を支持する支持アーム1908、LED無影灯1906の支持アーム1909、切削ドリル1910、口腔内バキューム1911、施術台テーブル1912などが備えられている。ディスプレイ1905、LED無影灯1906は、それぞれ支持アーム1908や支持アーム1909により歯科医師1901が施術しやすい位置に調整できる構造になっている。 As shown in FIG. 19, in a dental clinic, a patient 1902 lies on a dental treatment device 1903, and a dentist 1901 performs a dental treatment. The treatment device 1903 is connected to a receipt computer system (not shown) via a network (including a wired LAN, a wireless LAN, the Internet, a broadband, and a mobile network). This receipt computer system can be implemented by software on a computer in a dental office, a remote computer, or by dedicated hardware. The treatment device 1903 includes a liquid crystal touch panel display 1904, a display 1905 that displays dental roentgens, CT scan images, etc., an LED shadowless lamp 1906 that brightly illuminates the oral cavity, a treatment device control unit 1907, and a support arm 1908 that supports the display 1905. It is equipped with a support arm 1909 for the LED shadowless lamp 1906, a cutting drill 1910, an intraoral vacuum 1911, a treatment table table 1912, and the like. The display 1905 and the LED shadowless lamp 1906 have a structure that can be adjusted to a position where the dentist 1901 can easily perform the operation by the support arm 1908 and the support arm 1909, respectively.

噴射装置や紫外線等照射装置は、IoT機能を有しており、レセプトコンピュータシステムに有線または無線で接続され、自動的に施術情報をレセプトコンピュータに送信してレセプトの自動集計に利用したり、自費診療や保険請求に利用することができる。
<実施形態1 骨芽細胞の定着・増殖に与える影響>
<実験方法と実験結果>
The injection device and the irradiation device such as ultraviolet rays have an IoT function and are connected to the receipt computer system by wire or wirelessly, and the treatment information is automatically transmitted to the receipt computer and used for automatic collection of receipts, or at own expense. It can be used for medical treatment and insurance claims.
<Embodiment 1 Effect on osteoblast colonization and proliferation>
<Experimental method and experimental results>

以下、体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置における実験方法と実験結果について説明する。以下の実験では、試料としてチタンを用いた。後述する図11~図16において下記の略語を使用しているので、説明を補足する。H(-)L(-):純水に試料を浸漬して遮光状態で処理(過酸化水素を使用せず、紫外線LED照射も実施しない群)を示し、H(+)L(-):3%過酸化水素に試料を浸漬して遮光状態で処理(過酸化水素水のみによる処理)を示し、H(-)L(+):純水に試料を浸漬してLED照射を実施(LED照射のみによる処理)を示し、H(+)L(+):3%過酸化水素に試料を浸漬してLED照射を実施(過酸化水素光分解法 or ラジカル処理)を示す。
<チタン試料>
Hereinafter, the experimental method and the experimental result in the osteoblast colonization processing apparatus on the bone-implanted metal material in the body will be described. In the following experiments, titanium was used as a sample. Since the following abbreviations are used in FIGS. 11 to 16 described later, the description will be supplemented. H (-) L (-): Indicates a group in which a sample is immersed in pure water and treated in a light-shielded state (a group in which hydrogen peroxide is not used and UV LED irradiation is not performed). H (+) L (-): The sample is immersed in 3% hydrogen peroxide and treated in a light-shielded state (treatment with only hydrogen peroxide solution), and H (-) L (+): The sample is immersed in pure water and LED irradiation is performed (LED). (Treatment by irradiation only) is shown, and H (+) L (+): a sample is immersed in 3% hydrogen peroxide and LED irradiation is performed (hydrogen peroxide photodecomposition method or radical treatment).
<Titanium sample>

直径5 mm、厚さ2 mmの純チタン円板状試料(Grade 4、TB550、西村金属)の表面をサンドブラストと酸エッチングにより処理し、歯科用インプラント表面に類似した粗面を付与して実験に用いた。サンドブラストは250 μmのアルミナ粒子を0.4 MPaで吹き付けて行った。その後、60℃の49%硫酸に1時間浸漬して酸エッチングを行った。処理後、試料を超純水に浸漬し10分、アセトンに浸漬して10分、最終的に再度超純水に浸漬して10分超音波洗浄を行った。作製したチタン試料の表面粗さを光干渉計(Talysurf CCI HD, Taylor Hobson)を用いて測定した結果、Sa(算術平均粗さ)が1.97 μm、Sq(二乗平均平方根高さ)が2.48 μm、Sdr(界面の展開面積比)が40.07 %、Sds(頂点の個数密度)0.071/μm2であり、歯科用インプラントの表面粗さと類似していることを確認した。作製した試料を121℃で15分間オートクレーブし、以下の2つの群に分けた:1) 新製チタン試料(New-Ti)と2) 4週間エイジングしたチタン試料(Aged-Ti)。New-Tiは酸エッチング、洗浄、オートクレーブを実施した翌日に実験に用いた。一方、Aged-Tiは実験で使用する前に4週間にわたって無菌的に37℃のインキュベーター内で保管してエイジング処理を行った後に実験に用いた。
<過酸化水素光分解法によるチタン試料の表面処理>
The surface of a pure titanium disk-shaped sample (Grade 4, TB550, Nishimura Metal) with a diameter of 5 mm and a thickness of 2 mm was treated by sandblasting and acid etching to give a rough surface similar to the surface of a dental implant for experiments. Using. Sandblasting was performed by spraying 250 μm alumina particles at 0.4 MPa. Then, it was immersed in 49% sulfuric acid at 60 ° C. for 1 hour for acid etching. After the treatment, the sample was immersed in ultrapure water for 10 minutes, immersed in acetone for 10 minutes, and finally immersed in ultrapure water again for 10 minutes for ultrasonic cleaning. As a result of measuring the surface roughness of the prepared titanium sample using an optical interferometer (Talysurf CCI HD, Taylor Hobson), Sa (arithmetic mean roughness) was 1.97 μm, Sq (root mean square height) was 2.48 μm, It was confirmed that the Sdr (ratio of the developed area of the interface) was 40.07% and the Sds (number density of apex) was 0.071 / μm2, which were similar to the surface roughness of the dental implant. The prepared samples were autoclaved at 121 ° C for 15 minutes and divided into the following two groups: 1) a new titanium sample (New-Ti) and 2) a 4-week aged titanium sample (Aged-Ti). New-Ti was used in the experiment the day after acid etching, cleaning and autoclaving. On the other hand, Aged-Ti was aseptically stored in an incubator at 37 ° C for 4 weeks before use in the experiment, and after aging treatment, it was used in the experiment.
<Surface treatment of titanium sample by hydrogen peroxide photodecomposition method>

チタン試料表面をLED照射および3%過酸化水素による単独あるいは併用法によって5分間処理をした。処理法により各群を以下の4つの群に分けた:1) H(-)L(-), H(+)L(-), H(-)L(+), および H(+)L(+)。H(+)処理では、48-well細胞培養用プレートのウェルに入れた300 μLの3%過酸化水素に試料を浸漬した。一方、H(-)処理では、試料を300 μLの純水に浸漬した。また、L(+)処理では、試料を365 nm LED光で照射し、L(-)処理では、試料を入れた48-well細胞培養用プレートを遮光箱内に入れた。光源として用いた装置はLED spot-curing device(OmniCure LX400; Lumen Dynamics Group)であり、放射照度1000 mW/cm2で光照射を行った。処理後に、試料を純水で2回洗浄してから各実験に用いた。
<実験1>
<表面化学物質の分析>
The surface of the titanium sample was treated with LED irradiation and 3% hydrogen peroxide alone or in combination for 5 minutes. Each group was divided into the following four groups according to the treatment method: 1) H (-) L (-), H (+) L (-), H (-) L (+), and H (+) L. (+). For H (+) treatment, the sample was immersed in 300 μL of 3% hydrogen peroxide in the wells of a 48-well cell culture plate. On the other hand, in the H (-) treatment, the sample was immersed in 300 μL of pure water. In the L (+) treatment, the sample was irradiated with 365 nm LED light, and in the L (-) treatment, the 48-well cell culture plate containing the sample was placed in a light-shielding box. The device used as a light source was an LED spot-curing device (OmniCure LX400; Lumen Dynamics Group), which was irradiated with light at an irradiance of 1000 mW / cm2. After the treatment, the sample was washed twice with pure water and then used in each experiment.
<Experiment 1>
<Analysis of surface chemicals>

図11により、ラジカル処理がチタン表面に及ぼす影響について説明する。図11は、表面化学物質の分析結果を示す。 The effect of radical treatment on the titanium surface will be described with reference to FIG. FIG. 11 shows the analysis results of surface chemical substances.

試料表面の化学組成をX線光電子分光分析法(XPS; JPS-9010MC, JEOL)で分析した。分析には、無処理のNew-Ti、H(+)L(+)で処理したNew-TiおよびH(-)L(-), H(+)L(-), H(-)L(+), あるいは H(+)L(+)で処理したAged-Tiを用いた。XPS測定は、10 kVおよび10 mAの条件で行い、スポットサイズ1 mmのMg-KαのX線を照射した。得られたスペクトルを装置附属のソフトウェア(SpecXPS、JEOL)によって分析した。各群において4つの試料を用いて測定を行った。
<試料表面の濡れ性の評価>
The chemical composition of the sample surface was analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS; JPS-9010MC, JEOL). For analysis, untreated New-Ti, H (+) L (+) treated New-Ti and H (-) L (-), H (+) L (-), H (-) L ( Aged-Ti treated with +) or H (+) L (+) was used. XPS measurements were performed under 10 kV and 10 mA conditions and irradiated with Mg-Kα X-rays with a spot size of 1 mm. The obtained spectrum was analyzed by the software (SpecXPS, JEOL) attached to the device. Measurements were performed using 4 samples in each group.
<Evaluation of wettability of sample surface>

無処理あるいはH(+)L(+)で処理したNew-TiおよびAged-Tiを分析に用いた。0.4 μLの純水を試料表面に滴下した際の接触角を、接触角計(CA-X, 共和界面科学)を用いて測定した。各群において6つの試料を用いて測定を行った。 New-Ti and Aged-Ti untreated or treated with H (+) L (+) were used for the analysis. The contact angle when 0.4 μL of pure water was dropped on the sample surface was measured using a contact angle meter (CA-X, Kyowa Surface Science). Measurements were performed using 6 samples in each group.

図11(A)はチタン表面のXPS分析結果を示す。ここで、縦軸は強度(intensity)を示し、単位はcps(count per second)である。cpsは1秒あたりに検出器が捉えた光電子の強度を意味する。横軸は結合エネルギー(Binding energy)(eV)を示している。ラジカル処理「H(+)L(+)」をした新製チタンと37°Cで4週間エイジングしたチタンのXPSスペクトルを示している。図11(B)はXPSスペクトルに基づく炭素量の定量分析結果を示す。ここで、縦軸は原子濃度(Atomic percentage)(%)を示し、横軸は新製チタンとエイジングしたチタンの比較実験を示している。エイジングによりチタン表面の炭素量が増加するが、ラジカル処理により炭素量は新製チタンと同程度まで減少することが分かった。図11(C)はチタン表面の接触角測定の結果を示す。ここで、縦軸は接触角(Contact angle)(度)を示し、横軸は新製チタンとエイジングしたチタンの比較実験を示している。新製チタン表面は接触角が小さく親水性であるのに対して、エイジングしたチタン表面は疎水性であることが分かった。ただし、ラジカル処理により親水性が回復することが分かった。
<統計解析>
FIG. 11A shows the XPS analysis result of the titanium surface. Here, the vertical axis indicates intensity, and the unit is cps (count per second). cps means the intensity of photoelectrons captured by the detector per second. The horizontal axis shows the binding energy (eV). The XPS spectra of the newly produced titanium subjected to radical treatment "H (+) L (+)" and the titanium aged at 37 ° C for 4 weeks are shown. FIG. 11B shows the result of quantitative analysis of carbon content based on the XPS spectrum. Here, the vertical axis shows the atomic percentage (%), and the horizontal axis shows the comparative experiment between the newly manufactured titanium and the aged titanium. It was found that the carbon content on the surface of titanium increases due to aging, but the carbon content decreases to the same level as the newly manufactured titanium due to radical treatment. FIG. 11C shows the result of the contact angle measurement of the titanium surface. Here, the vertical axis shows the contact angle (degrees), and the horizontal axis shows a comparative experiment between the newly manufactured titanium and the aged titanium. It was found that the new titanium surface has a small contact angle and is hydrophilic, while the aged titanium surface is hydrophobic. However, it was found that the hydrophilicity was restored by radical treatment.
<Statistical analysis>

定量分析結果の統計解析をJMP Pro 11.0(SAS Institute)を用いて行った。2群比較はStudent-t検定で行い、多重比較は一元配置分散分析後にTukey-Kramer honesty significant difference検定を用いて行った。いずれの解析においても検定の有意水準は5%とした。図11(B)と(C)において、異なるアルファベットは群間の統計的有意差を示す。
<実験2>
<細胞増殖試験>
Statistical analysis of quantitative analysis results was performed using JMP Pro 11.0 (SAS Institute). Two-group comparison was performed by Student-t test, and multiple comparison was performed by Tukey-Kramer honesty significant difference test after one-way ANOVA. The significance level of the test was 5% in all analyses. In FIGS. 11B and 11C, the different alphabets indicate statistically significant differences between the groups.
<Experiment 2>
<Cell proliferation test>

図12、図13により、ラジカル処理をしたチタン表面における骨芽細胞の増殖について説明する。図12、図13は細胞増殖試験結果を示す。 The proliferation of osteoblasts on the radically treated titanium surface will be described with reference to FIGS. 12 and 13. 12 and 13 show the cell proliferation test results.

理化学研究所 細胞材料開発室より提供を受けたマウス由来の骨芽細胞様細胞(MC3T3-E1)を用いて実験を行った。細胞を10%牛胎児血清、100 U/mLペニシリン、0.1 mg/mLストレプトマイシンを含有したalpha-modified Eagle's medium(α-MEM;ナカライテスク)で培養した。80%コンフルエントの状態に達した時に、0.25%トリプシン-EDTA(Thermo Fisher Scientific)で細胞を剥離して実験に用いた。骨形成培地として、上記のα-MEMに50 μg/mL アスコルビン酸(和光純薬)、10 mM β-グリセロリン酸ナトリウム(シグマ・アルドリッチ)、 0.01 μM デキサメタゾン(和光純薬)を添加したものを調製し、剥離した細胞を懸濁した。表面処理をしたチタン試料を48-well細胞培養用プレートのウェルに入れ、そのウェルに細胞数が30,000 cells/wellとなるように細胞懸濁液500 μLを入れた。プレートをCO2インキュベーターに入れて、37℃、5%CO2雰囲気下で3時間あるいは3日間培養し、細胞増殖をニュートラルレッド法および共焦点レーザー顕微鏡観察法により評価した。 Experiments were conducted using mouse-derived osteoblast-like cells (MC3T3-E1) provided by the Cell Materials Development Office of RIKEN. Cells were cultured in alpha-modified Eagle's medium (α-MEM; Nacalai Tesque) containing 10% fetal bovine serum, 100 U / mL penicillin, and 0.1 mg / mL streptomycin. When the state of 80% confluence was reached, the cells were detached with 0.25% trypsin-EDTA (Thermo Fisher Scientific) and used in the experiment. As a bone formation medium, 50 μg / mL ascorbic acid (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 10 mM β-glycerophosphate sodium (Sigma Aldrich), and 0.01 μM dexamethasone (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added to the above α-MEM. Then, the detached cells were suspended. A surface-treated titanium sample was placed in a well of a 48-well cell culture plate, and 500 μL of cell suspension was placed in the well so that the number of cells was 30,000 cells / well. The plates were placed in a CO2 incubator and cultured at 37 ° C. in a 5% CO2 atmosphere for 3 hours or 3 days, and cell proliferation was evaluated by the neutral red method and confocal laser scanning microscopy.

ニュートラルレッド法による分析では、H(-)L(-), H(+)L(-), H(-)L(+), あるいは H(+)L(+)で処理したNew-TiとAged-Ti上での細胞増殖を評価した。3日間の培養期間後、150 μg/mL ニュートラルレッド(和光純薬)を含有した300 μLのα-MEMにチタン試料(表面に細胞が付着したもの)を浸漬して3時間培養し、細胞に取り込まれたニュートラルレッドを50%エタノールと1%酢酸の混合溶液で抽出した。抽出液の540 nmの吸光度をプレートリーダー(FilterMax F5, Molecular Devices)を用いて測定した。各群において6つの試料を用いて測定を行った。 Analysis by the Neutral Red method shows that New-Ti treated with H (-) L (-), H (+) L (-), H (-) L (+), or H (+) L (+). Cell proliferation on Aged-Ti was evaluated. After a 3-day culture period, a titanium sample (cells adhered to the surface) was immersed in 300 μL α-MEM containing 150 μg / mL neutral red (Wako Pure Medicine) and cultured for 3 hours. The incorporated neutral red was extracted with a mixed solution of 50% ethanol and 1% acetic acid. The absorbance at 540 nm of the extract was measured using a plate reader (FilterMax F5, Molecular Devices). Measurements were performed using 6 samples in each group.

共焦点レーザー顕微鏡観察では、H(-)L(-)あるいはH(+)L(+)で処理したNew-TiおよびAged-Ti上での細胞増殖を評価した。3時間あるいは3日間の培養期間後、チタン試料上の細胞を4%パラホルムアルデヒドで固定し、蛍光染色を行った。蛍光染色では、細胞核とアクチンフィラメントをそれぞれ300 nM 4',6-diamidino-2-phenylindole(DAPI; Thermo Fisher Scientific)と165 nM rhodamine phalloidin(Thermo Fisher Scientific)で染色した。染色した細胞を共焦点レーザー顕微鏡(TCS-SPE、Leica Microsystems)を用いて観察し、スタック画像の取得を行った。得られた画像を画像解析ソフトImage J(National Institute of Health)で解析し、観察視野に対する細胞の被覆率および細胞数(細胞核数)を算出した。各群において9枚の画像を取得した。
<細胞増殖試験結果>
Confocal laser scanning microscopy evaluated cell proliferation on New-Ti and Aged-Ti treated with H (-) L (-) or H (+) L (+). After a culture period of 3 hours or 3 days, cells on a titanium sample were fixed with 4% paraformaldehyde and subjected to fluorescent staining. For fluorescent staining, cell nuclei and actin filaments were stained with 300 nM 4', 6-diamidino-2-phenylindole (DAPI; Thermo Fisher Scientific) and 165 nM rhodamine phalloidin (Thermo Fisher Scientific), respectively. Stained cells were observed using a confocal laser scanning microscope (TCS-SPE, Leica Microsystems), and stack images were acquired. The obtained image was analyzed by image analysis software Image J (National Institute of Health), and the cell coverage and the number of cells (number of cell nuclei) with respect to the observation field were calculated. Nine images were acquired in each group.
<Cell proliferation test results>

図12(A)は新製チタン表面における骨芽細胞(マウス由来のMC3T3-E1)の増殖(ニュートラルレッド法による測定)結果を示す。ここで、縦軸はニュートラルレッド値(コントロールに対する相対値%)を示し、新製チタンの実験を示している。ラジカル処理は細胞増殖に影響を及ぼさなかった。図12(B)はエイジングしたチタン表面における骨芽細胞の増殖を示す。ここで、縦軸はニュートラルレッド値(コントロールに対する相対値%)を示し、新製チタンとエイジングしたチタンの比較実験を示している。エイジングによりチタン表面での骨芽細胞の増殖が減少するが、ラジカル処理表面では新製チタン表面と同等の細胞増殖が認められた。異なるアルファベットは群間の統計的有意差を示す。 FIG. 12 (A) shows the results of proliferation (measurement by the neutral red method) of osteoblasts (MC3T3-E1 derived from mice) on the surface of newly produced titanium. Here, the vertical axis shows the neutral red value (% relative to the control value), and shows the experiment of the newly manufactured titanium. Radical treatment did not affect cell proliferation. FIG. 12B shows the proliferation of osteoblasts on the aged titanium surface. Here, the vertical axis shows the neutral red value (relative value% with respect to the control), and shows a comparative experiment between the newly manufactured titanium and the aged titanium. Although the proliferation of osteoblasts on the titanium surface decreased due to aging, cell proliferation equivalent to that of the new titanium surface was observed on the radically treated surface. Different alphabets indicate statistically significant differences between groups.

図13(A)は新製チタン表面における骨芽細胞(マウス由来のMC3T3-E1)の増殖(共焦点レーザー顕微鏡による観察)を示す。図13(B)は新製チタン表面の細胞の被覆率と細胞数の定量結果を示す。ここで、縦軸左図は被覆率(coverage)(%)、縦軸右図は画像当たりの細胞数(Number of cells per image)(個)を示している。ラジカル処理は細胞増殖に影響を及ぼさなかった。図13(C)はエイジングしたチタン表面における骨芽細胞の増殖(培養3時間後)を示す。図13(D)はエイジングしたチタン表面における骨芽細胞の増殖(培養3日後)を示す。図13(E)はエイジングしたチタン表面の細胞の被覆率と細胞数の定量結果を示す。ここで、縦軸左図は被覆率(coverage)(%)、縦軸右図は画像当たりの細胞数(Number of cells per image)(個)を示している。エイジングによりチタン表面での骨芽細胞の増殖が減少するが、ラジカル処理表面では新製チタン表面と同等の細胞増殖が認められた。 FIG. 13 (A) shows the proliferation (observation with a confocal laser scanning microscope) of osteoblasts (MC3T3-E1 derived from mice) on the surface of newly produced titanium. FIG. 13B shows the quantitative results of the cell coverage and the number of cells on the surface of the newly manufactured titanium. Here, the left figure on the vertical axis shows the coverage (%), and the right figure on the vertical axis shows the number of cells per image (number of cells). Radical treatment did not affect cell proliferation. FIG. 13 (C) shows the proliferation of osteoblasts (after 3 hours of culture) on the aged titanium surface. FIG. 13 (D) shows the proliferation of osteoblasts on the aged titanium surface (3 days after culture). FIG. 13 (E) shows the quantitative results of the cell coverage and the number of cells on the aged titanium surface. Here, the left figure on the vertical axis shows the coverage (%), and the right figure on the vertical axis shows the number of cells per image (number of cells). Although the proliferation of osteoblasts on the titanium surface decreased due to aging, cell proliferation equivalent to that of the new titanium surface was observed on the radically treated surface.

図13(B)と図13(E)において、異なるアルファベットは群間の統計学的有意差を示す。
<実験3>
<細菌性バイオフィルムによるチタン試料表面の汚染>
In FIGS. 13B and 13E, the different alphabets indicate statistically significant differences between the groups.
<Experiment 3>
<Contamination of titanium sample surface by bacterial biofilm>

理化学研究所 細胞材料開発室より提供を受けたAggregatibacter actinomycetemcomitans JCM 2434(歯周病およびインプラント周囲炎の原因菌の一種)を用いて実験を行った。1% yeast extract(Oxoid, Hampshire)含有のBrain Heart Infusion(BHI)液体培地(Becton Dickinson Labware)で前培養した細菌を、滅菌生理食塩水に懸濁し、濃度を約5 × 108 colony forming units (CFU)/mLに調整した。オートクレーブしたNew-Tiを48-well細胞培養用プレートのウェルに入れ、1% yeast extract含有のBHI液体培地を1000 μL、細菌懸濁液を100 μLを加えた。プレートを嫌気ジャーに入れアネロパック(三菱ガス化学)を用いて嫌気条件にし、37℃のインキュベーター内で48時間培養した(Biofilm-Ti)。培養後に形成されたバイオフィルム中の生菌数を、希釈平板法で評価したところ1試料につき平均で5.12-log CFUであった。
<バイオフィルムで汚染されたチタン試料の処理>
Experiments were conducted using Aggregatibacter actinomycetemcomitans JCM 2434 (a type of causative agent of periodontal disease and peri-implantitis) provided by the Cellular Materials Development Office of RIKEN. Bacteria precultured in Brain Heart Infusion (BHI) liquid medium (Becton Dickinson Labware) containing 1% yeast extract (Oxoid, Hampshire) were suspended in sterile physiological saline and the concentration was approximately 5 × 108 colony forming units (CFU). ) / mL. The autoclaved New-Ti was placed in the wells of a 48-well cell culture plate and 1000 μL of BHI liquid medium containing 1% yeast extract and 100 μL of bacterial suspension were added. The plates were placed in an anaerobic jar, anaerobic using Aneropack (Mitsubishi Gas Chemical Company), and cultured in an incubator at 37 ° C for 48 hours (Biofilm-Ti). When the viable cell count in the biofilm formed after culturing was evaluated by the dilution plate method, the average was 5.12-log CFU per sample.
<Treatment of titanium samples contaminated with biofilm>

臨床的なインプラント周囲炎治療を想定して、チタン表面のバイオフィルムを超音波スケーリングで除去後、各種殺菌処理を行った。超音波スケーリングは、miniMaster Piezon LED(EMS)とPEEK製のプラスチック・スケーラー・チップ(Peek tip straight, Star Chip)を用いて行った。超音波スケーラーの出力は70%として、冷却水の流速を50 mL/minとした。チタン試料を鉗子で把持し、1分間の超音波スケーリングを実施した。超音波スケーリング後の生菌数は、1試料につき平均で2.16-log CFUであった。超音波スケーリング後のチタン試料をH(-)L(-), H(+)L(-), H(-)L(+), H(+)L(+), H(+)L400(+), 0.2%クロルヘキシジン(CHX;東洋製薬化成)および0.5%ポピドンヨード(PI;Meiji Seikaファルマ)で5分間処理を行った(各溶液は300 μLで用いた)。H(+,-)およびL(+,-) は上記の「2.過酸化水素光分解法によるチタン試料の表面処理」と同じ設定で行った。また、L400(+)は波長400 nmのLEDを用いて行った。
<実験4>
<バイオフィルム汚染チタン試料の表面化学物質の分析>
図15により、ラジカル処理が細菌汚染したチタン表面に及ぼす影響について説明する。
図15はバイオフィルム汚染チタン試料の表面化学物質の分析結果を示す。
Assuming clinical treatment of peri-implantitis, the biofilm on the titanium surface was removed by ultrasonic scaling, and then various sterilization treatments were performed. Ultrasound scaling was performed using a miniMaster Piezon LED (EMS) and a PEEK plastic scaler chip (Peek tip straight, Star Chip). The output of the ultrasonic scaler was 70%, and the flow rate of the cooling water was 50 mL / min. The titanium sample was grasped with forceps and ultrasonic scaling was performed for 1 minute. The viable cell count after ultrasonic scaling was 2.16-log CFU on average per sample. H (-) L (-), H (+) L (-), H (-) L (+), H (+) L (+), H (+) L400 ( +), 0.2% chlorhexidine (CHX; Toyo Pharmaceutical Kasei) and 0.5% povidone iodine (PI; Meiji Seika Pharma) were treated for 5 minutes (each solution was used in 300 μL). H (+,-) and L (+,-) were set with the same settings as in "2. Surface treatment of titanium sample by hydrogen peroxide photolysis method" above. L400 (+) was performed using an LED with a wavelength of 400 nm.
<Experiment 4>
<Analysis of surface chemicals of biofilm-contaminated titanium samples>
FIG. 15 describes the effect of radical treatment on the surface of titanium contaminated with bacteria.
FIG. 15 shows the analysis results of the surface chemicals of the biofilm-contaminated titanium sample.

試料表面の化学組成をX線光電子分光分析法で分析した。分析には、New-Ti、超音波スケーリングをしたNew-Ti、H(-)L(-), H(+)L(-), H(-)L(+)あるいは H(+)L(+)で処理したBiofilm-Tiを用いた。XPS測定は、上記の「3.表面化学物質の分析」と同じ条件で行った。各群において3つの試料を用いて測定を行った。
<バイオフィルム汚染チタン試料の表面化学物質の分析実験結果>
The chemical composition of the sample surface was analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy. For analysis, New-Ti, ultrasonically scaled New-Ti, H (-) L (-), H (+) L (-), H (-) L (+) or H (+) L ( Biofilm-Ti treated with +) was used. XPS measurement was performed under the same conditions as in "3. Analysis of surface chemical substances" above. Measurements were performed using 3 samples in each group.
<Results of analysis experiment of surface chemicals of biofilm-contaminated titanium sample>

図14(A)はチタン表面のXPS分析結果を示す。ここで、各図の縦軸は強度(intensity)を示し、単位はcps(count per second)である。cpsは1秒あたりに検出器が捉えた光電子の強度を意味する。各図の横軸は結合エネルギー(Binding energy)(eV)を示している。チタン表面にAggregatibacter anctinomycetemcomitans(歯周炎およびインプラント周囲炎の原因菌の一種)のバイオフィルムを形成することで汚染し、その後超音波スケーリング(US)と各処理を行った。図14(B)はXPSスペクトルに基づく炭素量の定量分析結果を示す。ここで、縦軸は原子濃度(Atomic percentage)(%)を示し、横軸は新製チタンと細菌汚染したチタンの比較実験を示している。細菌汚染でチタン表面の炭素量が増加するが、ラジカル処理により炭素量は減少することが分かった。図14(B)において、異なるアルファベットは群間の統計学的有意差を示す。
<バイオフィルムで汚染されたチタン試料表面での細胞増殖>
FIG. 14A shows the XPS analysis result of the titanium surface. Here, the vertical axis of each figure shows the intensity, and the unit is cps (count per second). cps means the intensity of photoelectrons captured by the detector per second. The horizontal axis of each figure shows the binding energy (eV). The titanium surface was contaminated by forming a biofilm of Aggregatibacter anctinomycestemcomtans (a type of causative agent of periodontitis and peri-implantitis), which was then subjected to ultrasonic scaling (US) and each treatment. FIG. 14B shows the result of quantitative analysis of carbon content based on the XPS spectrum. Here, the vertical axis shows the atomic percentage (%), and the horizontal axis shows the comparative experiment between the newly produced titanium and the titanium contaminated with bacteria. It was found that the carbon content on the titanium surface increases due to bacterial contamination, but the carbon content decreases due to radical treatment. In FIG. 14B, the different alphabets show statistically significant differences between the groups.
<Cell proliferation on the surface of titanium samples contaminated with biofilm>

図15、図16により、ラジカル処理をした細菌汚染チタン表面における骨芽細胞の増殖について説明する。図15、図16はバイオフィルムで汚染されたチタン試料表面での細胞増殖結果を示す。 FIGS. 15 and 16 describe the proliferation of osteoblasts on the surface of radically treated bacterially contaminated titanium. 15 and 16 show cell proliferation results on the surface of a titanium sample contaminated with biofilm.

上記の「細胞増殖試験」と同じく、MC3T3-E1を用いて実験を行った。3時間あるいは3日間の培養後に、細胞増殖をmethyl thiazolyl tetrazorium(MTT)法、ニュートラルレッド法および共焦点レーザー顕微鏡観察により評価した。MTT法では、New-Tiおよび超音波スケーリング後にH(-)L(-), H(+)L(-), H(-)L(+), H(+)L(+), H(+)400L(+), CHXあるいはPIで5分間処理を行ったBiofilm-Tiを供試した。また、H(+)L(+)については、処理時間がその後の細胞増殖に及ぼす影響を調べるために、0、1、 3、5分間処理したBiofilm-Tiも細胞増殖分析に用いた。300 μLの0.1% MTT(東京化成工業)含有α-MEMを48-well細胞培養用プレートのウェルに入れ、チタン試料を浸漬し、37℃のCO2インキュベーター内で2時間培養した。培養後、細胞によるMTTの還元で生成した不溶性ホルマザンをジメチルスルホキシドで抽出した。抽出液の595 nmの吸光度をプレートリーダーを用いて測定した。各群において6つの試料を用いて測定を行った。
ニュートラルレッド法では、New-Tiおよび超音波スケーリング後にH(-)L(-), H(+)L(-), H(-)L(+), H(+)L(+)で5分間処理を行ったBiofilm-Tiを供試した。分析は、上記の「5.細胞増殖試験」と同じ条件で行った。
共焦点レーザー顕微鏡観察ではNew-Tiおよび超音波スケーリング後にH(-)L(-)あるいはH(+)L(+)で5分間処理を行ったBiofilm-Tiを供試した。3時間あるいは3日間の培養期間後、チタン試料上の細胞を4%パラホルムアルデヒドで固定し、蛍光染色を行った。細胞形態の画像解析では、3時間培養した細胞の細胞核とアクチンフィラメントをそれぞれ300 nM DAPI(Thermo Fisher Scientific)と165 nM rhodamine phalloidin(Thermo Fisher Scientific)で染色した。また、細胞数の定量分析のために、3日間培養した細胞の細胞核を10 μM SYTO9(Thermo Fisher Scientific)で染色した。本実験においては、DAPIはチタン試料表面残留するバイオフィルム由来の物質も染色してバックグラウンドのノイズのレベルを増加させたため、細胞数の定量分析ではSYTO9を用いた。染色した細胞を共焦点レーザー顕微鏡(TCS-SPE、Leica Microsystems)を用いて観察し、スタック画像の取得を行った。得られた画像を画像解析ソフトImage J(National Institute of Health)で解析し、細胞の面積、フェレ径、周囲長さ(細胞形態の画像解析)および細胞数(細胞数の定量分析)を算出した。細胞数の分析および細胞形態の画像解析ではそれぞれ各群15枚および9枚の画像を取得した。
<バイオフィルムで汚染されたチタン試料表面での細胞増殖実験結果>
Experiments were performed using MC3T3-E1 as in the "cell proliferation test" above. After culturing for 3 hours or 3 days, cell proliferation was evaluated by methyl thiazolyl tetrazorium (MTT) method, neutral red method and confocal laser scanning microscopy. In the MTT method, after New-Ti and ultrasonic scaling, H (-) L (-), H (+) L (-), H (-) L (+), H (+) L (+), H ( +) Biofilm-Ti treated with 400 L (+), CHX or PI for 5 minutes was tested. For H (+) L (+), Biofilm-Ti treated for 0, 1, 3, and 5 minutes was also used for cell proliferation analysis in order to investigate the effect of treatment time on subsequent cell proliferation. 300 μL of α-MEM containing 0.1% MTT (Tokyo Chemical Industry) was placed in the well of a 48-well cell culture plate, a titanium sample was immersed, and the cells were cultured in a CO2 incubator at 37 ° C. for 2 hours. After culturing, insoluble formazan produced by the reduction of MTT by cells was extracted with dimethyl sulfoxide. The absorbance at 595 nm of the extract was measured using a plate reader. Measurements were performed using 6 samples in each group.
In the neutral red method, H (-) L (-), H (+) L (-), H (-) L (+), H (+) L (+) after New-Ti and ultrasonic scaling 5 Biofilm-Ti treated for a minute was tested. The analysis was performed under the same conditions as in "5. Cell proliferation test" above.
For confocal laser scanning microscopy, we used New-Ti and Biofilm-Ti treated with H (-) L (-) or H (+) L (+) for 5 minutes after ultrasonic scaling. After a culture period of 3 hours or 3 days, cells on a titanium sample were fixed with 4% paraformaldehyde and subjected to fluorescent staining. In the image analysis of cell morphology, cell nuclei and actin filaments of cells cultured for 3 hours were stained with 300 nM DAPI (Thermo Fisher Scientific) and 165 nM rhodamine phalloidin (Thermo Fisher Scientific), respectively. In addition, for quantitative analysis of cell number, cell nuclei of cells cultured for 3 days were stained with 10 μM SYTO9 (Thermo Fisher Scientific). In this experiment, DAPI also stained biofilm-derived substances remaining on the surface of the titanium sample to increase the level of background noise, so SYTO9 was used in the quantitative analysis of cell numbers. Stained cells were observed using a confocal laser scanning microscope (TCS-SPE, Leica Microsystems), and stack images were acquired. The obtained image was analyzed by the image analysis software Image J (National Institute of Health), and the cell area, ferret diameter, peripheral length (image analysis of cell morphology) and cell number (quantitative analysis of cell number) were calculated. .. In the cell number analysis and cell morphology image analysis, 15 and 9 images were obtained for each group, respectively.
<Results of cell proliferation experiments on the surface of titanium samples contaminated with biofilm>

図15(A)、(B)、(C)、(D)、(E)は細菌汚染チタン表面における骨芽細胞(マウス由来のMC3T3-E1)の増殖(MTT法による測定)結果を示す。ここで、各図の縦軸はMTT値(コントロールに対する相対値%)を示し、新製チタンと細菌汚染したチタンの比較実験を示している。図15(A)ラジカル処理結果を示す。「H(+)L(+)」により細胞増殖が増加した。図15(B)ポピドンヨード(PI)やクロルヘキシジン(CHX)では細胞増殖は増加しなかった。PWは純水を用いた処理である。図15(C)はラジカル処理を異なる波長のLEDで行った場合を示す。ラジカル処理を400nmLEDで行った場合「H(+)400L(+)」には、365nmLEDで行った場合「H(+)L(+)」より効果が劣った。図15(D)は照射時間の比較を示す。図15(D)から明らかなように、ラジカル処理の影響は照射時間に依存していた。図15(E)はニュートラルレッド法による図15(A)の結果の確認を示す。図15において、異なるアルファベットは群間の統計学的有意差を示す。 15 (A), (B), (C), (D), and (E) show the results of proliferation (measurement by the MTT method) of osteoblasts (MC3T3-E1 derived from mice) on the surface of bacterially contaminated titanium. Here, the vertical axis of each figure shows the MTT value (relative value% with respect to the control), and shows a comparative experiment between the newly produced titanium and the titanium contaminated with bacteria. FIG. 15A shows the results of radical treatment. "H (+) L (+)" increased cell proliferation. FIG. 15 (B) Povidone iodine (PI) and chlorhexidine (CHX) did not increase cell proliferation. PW is a treatment using pure water. FIG. 15C shows a case where radical treatment is performed by LEDs having different wavelengths. The effect of "H (+) 400L (+)" when the radical treatment was performed with a 400 nm LED was inferior to that of "H (+) L (+)" when the radical treatment was performed with a 365 nm LED. FIG. 15D shows a comparison of irradiation times. As is clear from FIG. 15 (D), the influence of radical treatment depended on the irradiation time. FIG. 15 (E) shows confirmation of the result of FIG. 15 (A) by the neutral red method. In FIG. 15, different alphabets indicate statistically significant differences between groups.

図16(A)は細菌汚染チタン表面における骨芽細胞(マウス由来のMC3T3-E1)の形態観察(共焦点レーザー顕微鏡による観察)結果を示す。図17(A)に新製チタン表面の1つの細胞と細胞核の形態観察画像を示し、図17(B)に骨芽細胞の伸展を示し、図17(C)に骨芽細胞の伸展が少ない状態を示す。図16(B)は細胞形状に関するパラメータの定量結果を示す。ここで、縦軸左図は面積(Area)(μm2)を示し、縦軸中間図はフェレ径(Feret's diameter)(μm)を示し、縦軸右図は細胞周囲の長さ(Perimeter)(μm)を示している。フェレ径とは、細胞外径に外接する長方形の縦あるいは横の長さのうちもっとも長いものの距離を意味する。細胞周囲の長さとは、細胞の外径の周囲の長さを意味する。
細菌汚染チタン表面では、細胞が伸展していないが、ラジカル処理をした表面では細胞の伸展を認めた。図16(C)は細菌汚染チタン表面における骨芽細胞の細胞数の培養3日後の染色結果を示す。図16(D)は細菌汚染チタン表面の細胞の細胞数の定量結果を示す。細菌汚染によりチタン表面での骨芽細胞数が減少するが、ラジカル処理表面では、新製チタン表面と同等の細胞増殖が認められた。
FIG. 16A shows the results of morphological observation (observation with a confocal laser scanning microscope) of osteoblasts (MC3T3-E1 derived from mice) on the surface of bacterially contaminated titanium. FIG. 17 (A) shows a morphological observation image of one cell and a cell nucleus on the surface of the newly manufactured titanium, FIG. 17 (B) shows the elongation of osteoblasts, and FIG. 17 (C) shows less elongation of osteoblasts. Indicates the state. FIG. 16B shows the quantitative results of parameters related to cell shape. Here, the left figure on the vertical axis shows the area (Area) (μm2), the intermediate figure on the vertical axis shows the Feret's diameter (μm), and the right figure on the vertical axis shows the perimeter (μm) around the cell. ) Is shown. The ferret diameter means the distance of the longest of the vertical or horizontal lengths of the rectangle circumscribing the extracellular diameter. The perimeter of the cell means the length around the outer diameter of the cell.
On the surface of bacterially contaminated titanium, cells were not stretched, but on the surface treated with radicals, cell stretch was observed. FIG. 16C shows the staining results of the number of osteoblasts on the surface of bacterially contaminated titanium 3 days after culturing. FIG. 16D shows the quantification result of the number of cells on the surface of bacterially contaminated titanium. Although the number of osteoblasts on the titanium surface decreased due to bacterial contamination, cell proliferation equivalent to that on the newly made titanium surface was observed on the radically treated surface.

図16(B)と図16(D)において、異なるアルファベットは群間の統計的有意差を示す。
<実験5>
<ヒドロキシルラジカル生成の分析実験>
In FIGS. 16B and 16D, the different alphabets indicate statistically significant differences between the groups.
<Experiment 5>
<Analysis experiment of hydroxyl radical generation>

図18により、ヒドロキシルラジカル生成の分析実験と実験結果について説明する。図18にヒドロキシルラジカルラジカル生成分析の結果を示す。 FIG. 18 describes an analytical experiment for hydroxyl radical generation and experimental results. FIG. 18 shows the results of hydroxyl radical radical generation analysis.

H(-)L(-), H(+)L(-), H(-)L(+)およびH(+)L(+)の条件で生成されるヒドロキシルラジカルの分析を電子スピン共鳴分析(ESR)法で測定した。スピントラップ剤としては、分子量113、O2-、HO、C-center radicalに適用できる5,5-dimethyl-1-pyrroline N-oxide(DMPO)という水溶性トラップ剤を用いた。
実験は、150 μLの過酸化水素(H(+)の条件)あるいは純水(H(-)の条件)と150 μLの5,5-dimethyl-1-pyrroline N-oxide(DMPO; Labotec, Tokyo, Japan)を48-well細胞培養用プレートのウェル中で混和した。過酸化水素とDMPOの最終濃度はそれぞれ3%と300 mMとした。調製した溶液中にチタンディスクを浸漬し、波長365 nmのLED(放射照度:1000 mW/cm2)を15秒間照射(L(+)の条件)あるいは遮光ボックス内で保持(L(-)の条件)した。H(-)L(-), H(+)L(-)およびH(-)L(+)の条件は、処理時間15秒に加えて5分間も行った。さらに、チタンディスク上に形成される酸化チタンの光触媒効果の影響を推定するために、H(-)L(+)の条件においては、チタンディスクを浸漬した場合としない場合のヒドロキシルラジカル生成分析も行った。XバンドESR分光計(JES-FA-100, JEOL, Tokyo, Japan)を用いてESRスペクトルの記録を行った。得られたスペクトルからDMPO-OH(DMPOにトラップされたヒドロキシルラジカル)の濃度を専用ソフトウェア(Digital Data Processing, JEOL)を用いて算出した。各群において3回測定を行った。
<まとめ>
<ヒドロキシルラジカル生成の分析実験結果>
Electron spin resonance analysis of hydroxyl radicals generated under the conditions of H (-) L (-), H (+) L (-), H (-) L (+) and H (+) L (+) It was measured by the (ESR) method. As the spin trapping agent, a water-soluble trapping agent called 5,5-dimethyl-1-pyrroline N-oxide (DMPO) applicable to molecular weight 113, O2-, HO, and C-center radical was used.
The experiment was conducted with 150 μL of hydrogen peroxide (H (+) condition) or pure water (H (-) condition) and 150 μL of 5,5-dimethyl-1-pyrroline N-oxide (DMPO; Labotec, Tokyo). , Japan) was mixed in the wells of a 48-well cell culture plate. The final concentrations of hydrogen peroxide and DMPO were 3% and 300 mM, respectively. Immerse the titanium disc in the prepared solution and irradiate it with an LED (irradiance: 1000 mW / cm2) with a wavelength of 365 nm for 15 seconds (L (+) condition) or hold it in a light-shielding box (L (-) condition). )did. The conditions of H (-) L (-), H (+) L (-) and H (-) L (+) were performed for 5 minutes in addition to the processing time of 15 seconds. Furthermore, in order to estimate the effect of the photocatalytic effect of titanium oxide formed on the titanium disk, under the conditions of H (-) L (+), hydroxyl radical generation analysis with and without immersion of the titanium disk was also performed. gone. ESR spectra were recorded using an X-band ESR spectrometer (JES-FA-100, JEOL, Tokyo, Japan). From the obtained spectrum, the concentration of DMPO-OH (hydroxyl radical trapped in DMPO) was calculated using dedicated software (Digital Data Processing, JEOL). Measurements were performed 3 times in each group.
<Summary>
<Results of analysis experiment of hydroxyl radical generation>

図18(A)はヒドロキシルラジカル生成分析の結果で、処理時間15秒の場合を示す。図18(B)は処理時間5分の場合を示す。処理時間が15秒の場合には、H(+)L(+)の条件で81.6 μMのDMPO-OH生成が認められた。一方、その他の条件ではDMPO-OHの生成は0.2 μM未満であった。処理時間を5分とした場合にはH(-)L(-), H(+)L(-)および H(-)L(+)の条件で、それぞれ0.10, 0.33および1.64 μMのDMPO-OH生成を認めた。また、チタンディスクを浸漬せずに純水に対してLED照射を行なった場合(H(-)L(+) without Ti)にはDMPO-OHの生成は0.72 μMであった。従ってチタンディスクを浸漬した方がヒドロキシルラジカルの生成量が多くなることとから、この増加分が酸化チタンの光触媒作用によるものであるということが示唆された。
<結論>
FIG. 18A is the result of hydroxyl radical generation analysis and shows the case where the treatment time is 15 seconds. FIG. 18B shows a case where the processing time is 5 minutes. When the treatment time was 15 seconds, DMPO-OH production of 81.6 μM was observed under the condition of H (+) L (+). On the other hand, under other conditions, DMPO-OH production was less than 0.2 μM. When the processing time is 5 minutes, the DMPO- is 0.10, 0.33 and 1.64 μM under the conditions of H (-) L (-), H (+) L (-) and H (-) L (+), respectively. OH production was observed. In addition, when the pure water was irradiated with LED without immersing the titanium disk (H (-) L (+) without Ti), the production of DMPO-OH was 0.72 μM. Therefore, the amount of hydroxyl radicals produced was larger when the titanium disc was immersed, suggesting that this increase is due to the photocatalytic action of titanium oxide.
<Conclusion>

これらのヒドロキシルラジカル生成の分析実験結果から、紫外線照射だけの骨芽細胞増殖効果は限定的であり、処理時間が同じであれば過酸化水素と紫外線照射を併用した方が、有意に骨芽細胞増殖効果が高いという作用効果を奏することが分かった。
このように、インプラント表面を1~5分間の処理で骨芽細胞の定着及び増殖を良好とする状態に回復できるという格別な作用効果を奏する。そして、分単位の短時間処理でインプラント表面を改善できることから、インプラント周囲骨芽細胞の定着及び増殖を良好とすることができる。
<実施形態2>
<過酸化水素水の限定>
<実施形態2の概要>
From the results of these hydroxyl radical generation analysis experiments, the osteoblast proliferation effect of UV irradiation alone is limited, and if the treatment time is the same, it is significantly better to use UV radiation and UV irradiation together. It was found that it has a high proliferative effect.
As described above, the treatment of the implant surface for 1 to 5 minutes has a special effect that the osteoblasts can be restored to a state of good colonization and proliferation. Since the surface of the implant can be improved by short-time treatment in minutes, the colonization and proliferation of peri-implant osteoblasts can be improved.
<Embodiment 2>
<Limited to hydrogen peroxide solution>
<Outline of Embodiment 2>

実施形態2は、体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置において使用する過酸化水素水の適用に市販のオキシドールに含まれているような添加物(フェナセチンやアセトアニリドなど)を含まない過酸化水素水を使用し、過酸化水素水の濃度、不純物重金属含有量などの数値範囲を設定したものである。 Embodiment 2 does not contain additives (such as phenacetin and acetanilide) such as those contained in commercially available oxidol for the application of hydrogen peroxide solution used in an osteoblast colonization treatment apparatus on a metal material embedded in a body. Using hydrogen peroxide water, the numerical range such as the concentration of hydrogen peroxide water and the content of heavy metals of impurities is set.

本実施形態2の紫外線又は/及び近紫外可視光線照射クリーニング用水溶液は、過酸化水素の濃度が1w/v%以上7w/v%以下で、過酸化水素安定剤の濃度が当水溶液中で81ppm以下しか含まれないことを特徴とする。過酸化水素の濃度が1w/v%以下では十分にヒドロキシラジカルを発生できず殺菌の作業効率がわるく、7w/v%以上ではヒドロキシラジカルの発生量が多くなりすぎて少量の過酸化水素安定剤で1日から2日間程度品質を保持して保管することが困難となる。ここで、w/v%とは、水溶液100ml中に過酸化水素が何グラム含まれているかを意味する。 The aqueous solution for cleaning by irradiation with ultraviolet rays and / or near-ultraviolet rays of the second embodiment has a hydrogen peroxide concentration of 1 w / v% or more and 7 w / v% or less, and a hydrogen peroxide stabilizer concentration of 81 ppm in the aqueous solution. It is characterized in that it contains only the following. If the concentration of hydrogen peroxide is 1 w / v% or less, hydroxyl radicals cannot be sufficiently generated and the sterilization work efficiency is poor. If the concentration of hydrogen peroxide is 7 w / v% or more, the amount of hydroxyl radicals generated becomes too large and a small amount of hydrogen peroxide stabilizer is used. It becomes difficult to maintain the quality and store it for about 1 to 2 days. Here, w / v% means how many grams of hydrogen peroxide is contained in 100 ml of the aqueous solution.

本実施形態2の紫外線又は/及び近紫外可視光線照射クリーニング用水溶液には過酸化水素が含まれており、この過酸化水素が紫外線又は/及び近紫外可視光線照射によってヒドロキシルラジカルに分解され、口腔内の歯周病菌を殺菌する。殺菌力は、過酸化水素の濃度及び光の強弱の組み合わせによって調整可能である。たとえば、過酸化水素の濃度が3w/v%の場合、405nm前後(例えばプラスマイナス10%程度の幅)の紫外線又は/及び近紫外可視光線照射を行うことが考えられる。ここで、図20を参照する。図20は、本実施形態2の紫外線又は/及び近紫外可視光線照射クリーニング用水溶液による殺菌体であるヒドロキシラジカルの発生の概念図である。 The ultraviolet and / and near-ultraviolet visible light irradiation cleaning aqueous solution of the second embodiment contains hydrogen peroxide, and this hydrogen peroxide is decomposed into hydroxyl radicals by ultraviolet rays and / and near-ultraviolet visible light irradiation, and the oral cavity Sterilize the periodontal disease bacteria inside. The bactericidal activity can be adjusted by the combination of the concentration of hydrogen peroxide and the intensity of light. For example, when the concentration of hydrogen peroxide is 3 w / v%, it is conceivable to irradiate with ultraviolet rays and / or near-ultraviolet visible light of about 405 nm (for example, a width of about plus or minus 10%). Here, reference is made to FIG. FIG. 20 is a conceptual diagram of the generation of hydroxyl radical, which is a sterilizer, by an aqueous solution for cleaning by irradiation with ultraviolet rays and / or near-ultraviolet visible light of the second embodiment.

分解前の過酸化水素(H2O2)に対して紫外線又は/及び近紫外可視光線レーザーを照射すると、矢印のように光分解されてHO・(エイチオードット:ドットは不対電子(ラジカル)の存在を示す)に変化する。このHO・は不対電子をもつ構造であり、酸化力が強く、相手である歯周病菌の細胞膜などを酸化して破壊することによって殺菌を行う。 When hydrogen peroxide (H2O2) before decomposition is irradiated with ultraviolet rays and / or near-ultraviolet visible light laser, it is photodecomposed as shown by the arrow and HO. Shows). This HO · has a structure having unpaired electrons, has strong oxidizing power, and sterilizes by oxidizing and destroying the cell membrane of the partner periodontal disease bacterium.

一方、過酸化水素水は安定性が低く流通、保管の段階で過酸化水素が分解してしまうので一般には安定剤を含有する。安定剤はリン酸、フェナセチン、アセトアニリドなどで一般に数百ppm含まれる。これらの安定剤はそれ自体では反応性が低く、過酸化水素がかかわる殺菌、漂白などの化学反応に影響を与えないからである。 On the other hand, hydrogen peroxide solution has low stability and generally contains a stabilizer because hydrogen peroxide decomposes at the stage of distribution and storage. Stabilizers include phosphoric acid, phenacetin, acetanilide and the like, generally containing several hundred ppm. This is because these stabilizers have low reactivity by themselves and do not affect chemical reactions such as sterilization and bleaching involving hydrogen peroxide.

ところが紫外線又は/及び近紫外可視光線レーザーの照射は過酸化水素であるか安定剤であるかを問わずに行われる。紫外線又は/及び近紫外可視光線レーザーはエネルギーが高いために化学物質を分解する能力が強力であり、反応性が一般に低い安定剤であっても分解されて未知の物質を生成する恐れがある。加えて過酸化水素に紫外線又は/及び近紫外可視光線レーザーを照射することにより生成するヒドロキシラジカルもその強い酸化力で安定剤を分解したり分解物同士の未知の合成反応にて未知の化学物質する恐れがある。 However, irradiation with ultraviolet rays and / or near-ultraviolet visible light laser is performed regardless of whether it is hydrogen peroxide or a stabilizer. Ultraviolet and / and near-ultraviolet visible light lasers have a strong ability to decompose chemical substances due to their high energy, and even stabilizers with generally low reactivity may be decomposed to produce unknown substances. In addition, hydroxy radicals generated by irradiating hydrogen peroxide with ultraviolet rays and / or near-ultraviolet visible light lasers also decompose stabilizers with their strong oxidizing power, and are unknown chemical substances due to unknown synthetic reactions between decomposition products. There is a risk of doing it.

そこで、過酸化水素安定剤の濃度と分解産物の有無との関係を明らかにするために、以下の実験を行った。 Therefore, the following experiments were conducted to clarify the relationship between the concentration of the hydrogen peroxide stabilizer and the presence or absence of decomposition products.

すなわち、安定剤としてのフェナセチン濃度が81ppmである過酸化水素水溶液A、安定剤としてのフェナセチン濃度が334ppmである過酸化水素水溶液F、及び安定剤としてのアセトアニリド濃度が177ppmである過酸化水素水溶液Jに対して、波長405nmのレーザー光を照射して、照射前後におけるHPLCのクロマトグラムの変化の有無を評価した。 That is, a hydrogen hydrogen solution A having a phenacetin concentration of 81 ppm as a stabilizer, a hydrogen hydrogen solution F having a phenacetin concentration of 334 ppm as a stabilizer, and a hydrogen hydrogen solution J having an acetanilide concentration of 177 ppm as a stabilizer. On the other hand, a laser beam having a wavelength of 405 nm was irradiated, and the presence or absence of a change in the HPLC chromatogram before and after the irradiation was evaluated.

図21は、水溶液Aに対してレーザー照射前にHPLC測定を行った結果を示す図である。予定されている物質である過酸化水素とフェナセチン以外に含有されていないことが示されている。図22は、水溶液Aに対して5分間のレーザー照射後にHPLC測定を行った結果を示す図である。図21及び図22に示すように、5分間のレーザー照射ではクロマトグラムに大きな変化は認められなかった。つまり、5分間のレーザーの照射によって安定剤としてのフェナセチン濃度が81ppmである過酸化水素水溶液Aには新たな物質の生成は確認されていない。なお、5分間とするのは歯周病等の歯科治療において連続してレーザーを照射する時間はせいぜい数十秒程度であり、5分間レーザーを照射し続けて安全と見なされれば、実際の治療での安全が確保されると考えられるからである。 FIG. 21 is a diagram showing the results of HPLC measurements on the aqueous solution A before laser irradiation. It has been shown to be free of substances other than the planned substances hydrogen peroxide and phenacetin. FIG. 22 is a diagram showing the results of HPLC measurement after irradiating the aqueous solution A with a laser for 5 minutes. As shown in FIGS. 21 and 22, no significant change was observed in the chromatogram after 5 minutes of laser irradiation. That is, no new substance has been confirmed in the hydrogen peroxide aqueous solution A having a phenacetin concentration of 81 ppm as a stabilizer by irradiation with a laser for 5 minutes. It should be noted that 5 minutes is the time for continuous laser irradiation in dental treatment such as periodontal disease for about several tens of seconds at the most, and if it is considered safe to continue laser irradiation for 5 minutes, the actual time is set. This is because it is considered that the safety in treatment is ensured.

図23は、安定剤としてのフェナセチン濃度が334ppmである過酸化水素水溶液Fに対してレーザー照射前にHPLC測定を行った結果を示す図である。水溶液Fに関してもレーザー照射前の含有物質として検出される物質は過酸化水素とフェナセチンのみである。図24は、水溶液Fに対して5分間のレーザー照射後にHPLC測定を行った結果を示す図である。図23及び図24に示すように、5分間のレーザー照射でクロマトグラムに新たなピークが発生し、レーザー照射前になかった未知の物質の発生が安定剤としてのフェナセチン濃度が334ppmである過酸化水素水溶液Fに認められた(図24の矢印)。 FIG. 23 is a diagram showing the results of HPLC measurement of a hydrogen peroxide aqueous solution F having a phenacetin concentration as a stabilizer of 334 ppm before laser irradiation. Regarding the aqueous solution F, hydrogen peroxide and phenacetin are the only substances detected as contained substances before laser irradiation. FIG. 24 is a diagram showing the results of HPLC measurement after irradiating the aqueous solution F with a laser for 5 minutes. As shown in FIGS. 23 and 24, a new peak is generated in the chromatogram after 5 minutes of laser irradiation, and the generation of an unknown substance that was not present before the laser irradiation is hydrogen peroxide having a phenacetin concentration of 334 ppm as a stabilizer. It was found in the hydrogen peroxide solution F (arrow in FIG. 24).

図25は、安定剤としてのアセトアニリド濃度が177ppmである過酸化水素水溶液Jに対してレーザー照射前にHPLC測定を行った結果を示す図である。水溶液Jについてもレーザー照射前には過酸化水素とアセトアニリド以外は検出されていない。図26は、水溶液Jに対して5分間のレーザー照射後にHPLC測定を行った結果を示す図である。図25及び図26に示すように、5分間のレーザー照射でクロマトグラムに新たなピークが発生し、安定剤としてのアセトアニリド濃度が177ppmである過酸化水素水溶液Jにおいてレーザー照射前になかった未知の物質の発生が認められた(図26の矢印)。 FIG. 25 is a diagram showing the results of HPLC measurement of a hydrogen peroxide aqueous solution J having an acetanilide concentration as a stabilizer of 177 ppm before laser irradiation. As for the aqueous solution J, only hydrogen peroxide and acetanilide were detected before the laser irradiation. FIG. 26 is a diagram showing the results of HPLC measurement after irradiating the aqueous solution J with a laser for 5 minutes. As shown in FIGS. 25 and 26, a new peak was generated in the chromatogram after 5 minutes of laser irradiation, and an unknown substance that was not present before the laser irradiation in the hydrogen peroxide aqueous solution J having an acetanilide concentration of 177 ppm as a stabilizer. Generation of substances was observed (arrow in FIG. 26).

以上の実験により、一般の過酸化水素水に含まれる安定剤であるフェナセチン及びアセトアニリドは、一定以上の濃度の場合、少なくとも5分間のレーザー照射で分解し、未知の物質である分解産物あるいは合成物が生成されることが示された。他方、フェナセチン濃度が81ppmで、レーザー照射時間が5分以内であれば、分解産物が生成されないことが示された。 According to the above experiments, phenacetin and acetanilide, which are stabilizers contained in general hydrogen peroxide solution, are decomposed by laser irradiation for at least 5 minutes when the concentration is above a certain level, and decomposition products or compounds which are unknown substances are decomposed. Was shown to be generated. On the other hand, it was shown that if the phenacetin concentration was 81 ppm and the laser irradiation time was within 5 minutes, no decomposition product was produced.

本実施形態2の紫外線又は/及び近紫外可視光線照射クリーニング用水溶液を用いて治療を行う際には、常に水溶液を出射し続けるため、過酸化水素水溶液が一定の場所にとどまってレーザー照射を受けることはない。したがって、5分間のレーザー照射で変化がなければ、臨床に用いた際にも新たな分解産物が生成されることはないといえる。
よって、本実施形態の紫外線又は/及び近紫外可視光線照射クリーニング用水溶液には、過酸化水素安定剤が全く含まれないことが望ましいが、含まれる場合、その濃度は当水溶液中で81ppm以下である。反応による分解産物の観点からもコストの観点からも、過酸化水素安定剤の濃度は低いほど望ましい。過酸化水素安定剤としては、フェナセチン、アセトアニリド、リン酸、のいずれか一以上を用いることが考えられる。
When the treatment is performed using the ultraviolet and / and near-ultraviolet visible light irradiation cleaning aqueous solution of the second embodiment, the aqueous solution is always emitted, so that the hydrogen peroxide aqueous solution stays in a certain place and receives laser irradiation. There is no such thing. Therefore, if there is no change after 5 minutes of laser irradiation, it can be said that no new decomposition product is produced even when used clinically.
Therefore, it is desirable that the aqueous solution for cleaning by irradiating ultraviolet rays and / and near-ultraviolet rays of the present embodiment does not contain hydrogen peroxide stabilizer at all, but if it is contained, the concentration thereof is 81 ppm or less in this aqueous solution. be. The lower the concentration of the hydrogen peroxide stabilizer is, the more desirable it is from the viewpoint of the decomposition product of the reaction and the viewpoint of cost. As the hydrogen peroxide stabilizer, it is conceivable to use any one or more of phenacetin, acetanilide, and phosphoric acid.

なお、過酸化水素安定剤は、鉄などの金属イオンによって過酸化水素が分解されることを防止するために添加されている。そこで、過酸化水素の希釈に用いる精製水における鉄及び銅の分析を行ったところ、いずれも検出限界(0.05mg/L)以下であることが確認された。安定剤を所定量以下しか含有しない濃度30w/v%程度の過酸化水素水の原液を冷暗所にて保管し精製水で3w/v%に希釈して作った過酸化水素水で、鉄及び銅が検出限界(0.05mg/L)以下でフェナセチン、アセトアニリドの含有量が81ppm(mg/L)以下であるものについて加速試験を行った結果室温で3年間は安定であるという結果が得られた。
過酸化水素の分解を防止する観点からは、本実施形態2の紫外線又は/及び近紫外可視光線照射クリーニング用水溶液には不純物重金属が全く含まれないことが望ましい。希釈後の過酸化水素水溶液中に不純物金属が含有されているか検出限界が0.05mg/Lである装置によって検査した。その結果鉄、銅のいずれも検出されなかった。
The hydrogen peroxide stabilizer is added to prevent hydrogen peroxide from being decomposed by metal ions such as iron. Therefore, when iron and copper were analyzed in purified water used for diluting hydrogen peroxide, it was confirmed that both were below the detection limit (0.05 mg / L). Iron and copper are made by storing a stock solution of hydrogen peroxide solution containing less than a predetermined amount of stabilizer in a cool and dark place and diluting it to 3 w / v% with purified water. As a result of an accelerated test on those having a detection limit (0.05 mg / L) or less and a phenacetin and acetanilide content of 81 ppm (mg / L) or less, the result was obtained that the content was stable for 3 years at room temperature. ..
From the viewpoint of preventing the decomposition of hydrogen peroxide, it is desirable that the aqueous solution for cleaning by irradiation with ultraviolet rays and / or near-ultraviolet visible light of the second embodiment does not contain any impurity heavy metals. It was inspected by an apparatus having a detection limit of 0.05 mg / L whether the diluted hydrogen peroxide solution contained an impurity metal. As a result, neither iron nor copper was detected.

したがって安定剤を81ppm以下しか含まない過酸化水素であっても、鉄や銅の含有が0.05mg/L以下であれば、 Therefore, even if hydrogen peroxide contains only 81 ppm or less of a stabilizer, if the content of iron or copper is 0.05 mg / L or less,

つまり、安定剤を81ppm以下しか含まず、鉄や銅の含有が0.05mg/L以下であれば、405nm前後(例えばプラスマイナス10%程度の幅)の紫外線又は/及び近紫外可視光線照射レーザー照射によって歯周病治療に十分なヒドロキシラジカルを発生させる過酸化水素水溶液とすることができる。 That is, if the stabilizer is contained in an amount of 81 ppm or less and the iron or copper content is 0.05 mg / L or less, an ultraviolet ray of about 405 nm (for example, a width of about plus or minus 10%) and / or a near-ultraviolet visible light irradiation laser is used. It can be an aqueous hydrogen peroxide solution that generates sufficient hydroxy radicals for the treatment of periodontal disease by irradiation.

本実施形態2の紫外線又は/及び近紫外可視光線照射クリーニング用水溶液を歯のクリーニングに用いる場合には、たとえば、紫外線又は/及び近紫外可視光線照射クリーニング用水溶液と紫外線又は/及び近紫外可視光線とを出射するスケーラーチップを含む歯科治療装置を構成し、スケーラーチップ先端から紫外線又は/及び近紫外可視光線照射クリーニング用水溶液と紫外線又は/及び近紫外可視光線とを同時に出射することによってクリーニングを行うことが考えられる。 When the ultraviolet and / and near-ultraviolet visible light irradiation cleaning aqueous solution of the second embodiment is used for cleaning teeth, for example, the ultraviolet and / and the near-ultraviolet visible light irradiation cleaning aqueous solution and the ultraviolet and / and near-ultraviolet visible light. A dental treatment device including a scaler chip that emits light and / or is configured, and cleaning is performed by simultaneously emitting ultraviolet rays and / and an aqueous solution for irradiation with near-ultraviolet visible light irradiation and ultraviolet rays / / and near-ultraviolet visible light from the tip of the scaler chip. It is possible.

このように構成する場合、金属イオンは過酸化水素の分解を促進するため、スケーラーチップは少なくとも紫外線又は/及び近紫外可視光線照射クリーニング用水溶液の流通路内面が非金属面であることが望ましい。 In such a configuration, since metal ions promote the decomposition of hydrogen peroxide, it is desirable that the scaler chip has at least an ultraviolet ray and / or a non-metal surface on the inner surface of the flow path of the aqueous solution for cleaning by irradiation with near-ultraviolet visible light.

なお過酸化水素水の濃度として、2w/v%以上6w/v%以下であるとなお好ましく、3w/v%前後20%程度が最も好ましい。十分なヒドロキシラジカルの発生がある上に、安定剤がごく微量でも十分に長時間(3年程度以上)品質を保持できるからである。 The concentration of the hydrogen peroxide solution is more preferably 2 w / v% or more and 6 w / v% or less, and most preferably about 3 w / v% or about 20%. This is because sufficient hydroxyl radicals are generated, and even a very small amount of stabilizer can maintain the quality for a sufficiently long time (about 3 years or more).

このように、本実施形態1及び本実施形態2によれば、インプラントを埋込後の人体においても無害な過酸化水素をインプラント埋込部分に供給するとともにここに散乱および集光によるUV照射を行い、体内骨埋込金属材料表面において、ヒドロキシルラジカルを発生させて効率的にインプラント部材表面を処理し、骨芽細胞定着及び増殖を良好にする体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置を提供することができる。 As described above, according to the first embodiment and the second embodiment, hydrogen peroxide, which is harmless even in the human body after implanting the implant, is supplied to the implant implanting portion, and UV irradiation by scattering and condensing is performed here. On the surface of the bone-implanted metal material in the body, a hydroxyl radical is generated to efficiently treat the surface of the implant member to improve osteoblast colonization and proliferation. Can be provided.

Claims (11)

体内骨埋込金属材料に対する骨芽細胞の定着並びに増殖を良好にする処理装置であって、
過酸化水素水を吐出する過酸化水素水吐出口と、過酸化水素水吐出口から供給される過酸化水素水に紫外線、近紫外線、青色可視光線のいずれか一以上(以下「紫外線等」という。)を照射する紫外線等照射口と、を備え、
少なくとも一部を顎骨に埋め込まれた後の体内骨埋込金属材料の、顎骨から露出した部分の表面に対して過酸化水素水吐出と前記紫外線等の照射を同時に行う
体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置。
A treatment device that improves the colonization and proliferation of osteoblasts in metal materials implanted in bone in the body.
One or more of ultraviolet rays, near-ultraviolet rays, and blue visible light (hereinafter referred to as "ultraviolet rays, etc.") to the hydrogen peroxide solution discharge port that discharges the hydrogen peroxide solution and the hydrogen peroxide solution supplied from the hydrogen peroxide solution discharge port. It is equipped with an irradiation port for ultraviolet rays, etc. that irradiates.)
On the internal bone-embedded metal material in which at least a part of the internal bone-embedded metal material is simultaneously irradiated with hydrogen peroxide solution and the above-mentioned ultraviolet rays, etc., on the surface of the exposed portion of the jawbone. Osteoblast colonization treatment device.
過酸化水素水吐出口と、紫外線等照射口とは、埋め込まれた体内埋込金属材料と骨との間に生じる隙間に挿入できるチップ形状である請求項1に記載の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置。 The internal bone-embedded metal material according to claim 1, wherein the hydrogen peroxide solution discharge port and the ultraviolet irradiation port have a chip shape that can be inserted into a gap formed between the embedded metal material in the body and the bone. Upper osteoblast colonization treatment device. 紫外線等照射口は、紫外線等を光散乱させるよう構成される請求項1又は請求項2に記載の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置。 The osteoblast colonization treatment apparatus on a metal material embedded in a bone in the body according to claim 1 or 2, wherein the irradiation port for ultraviolet rays or the like is configured to scatter ultraviolet rays or the like. 紫外線等照射口は、紫外線等を集光させるよう構成される請求項1から請求項3のいずれか一に記載の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置。 The osteoblast colonization treatment apparatus on a metal material embedded in a bone in the body according to any one of claims 1 to 3, wherein the irradiation port for ultraviolet rays and the like is configured to collect ultraviolet rays and the like. 吐出される過酸化水素水の吐出速度は、100CC/分以下である請求項1から請求項4のいずれか一に記載の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置。 The osteoblast colonization treatment apparatus on an in-vivo bone-implanted metal material according to any one of claims 1 to 4, wherein the discharge rate of the hydrogen peroxide solution to be discharged is 100 CC / min or less. 前記照射される紫外線又は近紫外線の光量は、0.1ミリワット以上である請求項1から請求項5のいずれか一に記載の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置。 The osteoblast colonization treatment apparatus on an in-vivo bone-implanted metal material according to any one of claims 1 to 5, wherein the amount of ultraviolet rays or near-ultraviolet rays to be irradiated is 0.1 milliwatt or more. 前記過酸化水素の濃度が1w/v%以上7w/v%以下で、
過酸化水素安定剤の濃度が当水溶液中で81ppm(mg/L )以下である
請求項1から請求項6のいずれか一に記載の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置。
When the concentration of hydrogen peroxide is 1w / v% or more and 7w / v% or less,
The osteoblast colonization treatment apparatus on an in-vivo bone-implanted metal material according to any one of claims 1 to 6, wherein the concentration of the hydrogen peroxide stabilizer is 81 ppm (mg / L) or less in this aqueous solution.
(過酸化水素安定剤が0を追加)
前記過酸化水素の濃度が1w/v%以上7w/v%以下で、
過酸化水素安定剤の濃度が当水溶液中で0ppm(mg/L )である
請求項7に記載の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置。
(Add 0 for hydrogen peroxide stabilizer)
When the concentration of hydrogen peroxide is 1w / v% or more and 7w / v% or less,
The osteoblast colonization treatment apparatus on a metal material embedded in a bone in the body according to claim 7, wherein the concentration of the hydrogen peroxide stabilizer is 0 ppm (mg / L) in this aqueous solution.
前記過酸化水素の濃度が2w/v%以上6w/v%以下である請求項7又は8に記載の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置。 The osteoblast colonization treatment apparatus on a metal material embedded in a bone in the body according to claim 7 or 8, wherein the concentration of hydrogen peroxide is 2 w / v% or more and 6 w / v% or less. 前記過酸化水素安定剤が、フェナセチン、アセトアニリドのいずれか一以上である請求項7又は9に記載の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置。 The osteoblast colonization treatment apparatus on a metal material embedded in a bone in the body according to claim 7 or 9, wherein the hydrogen peroxide stabilizer is one or more of phenacetin and acetanilide. 不純物重金属含有量が過酸化水素に対して0.001w/v%以下しか含まれない請求項7から10のいずれか一に記載の体内骨埋込金属材料上骨芽細胞定着処理装置。 The osteoblast colonization treatment apparatus on an in-vivo bone-implanted metal material according to any one of claims 7 to 10, wherein the impurity heavy metal content is only 0.001 w / v% or less with respect to hydrogen peroxide.
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