レジン系接着剤を用いた象牙質の接着については， 象牙質コラーゲンとレジンの複
合体である樹脂含浸層の形成が重要である. 本研究の背景には， 加熱処理象牙質への 接着強度が低下する原因を， モノマーに対する変性コラーゲンの濡れ性の低下に求め
た伊藤らの報告や， 象牙質脱灰後に作用させるHEMAの濃度に接着強度が依存する
ことを示した鈴木と中井の報告がある. これかはコラーゲンと接着性モノマーの分子
間相互作用に注目することの重要性を示唆している. しかしながら従来の研究の多く
は， 接着完了後の強度試験や接着面の電子顕微鏡観察などから 間接的にその形成過
程を推定するのみであった. これに対して， 本研究はハイブリッド層形成初期や進行
中の現象を考察することを目的として実験を行った. 研究を遂行するにあたっては，
現象の本質を理解するために系を単純化し， 歯牙接着に重要なハイブリッド層の形成 に関与する象牙質コラーゲンとレジン性接着モノマーで、あるHEMAとの相互作用に
注目した. その中でコラーゲンとしては， 不溶性の象牙質コラーゲンの他に， 腿コラ
ーゲン， 水溶性皮膚コラーゲンなどのI型コラーゲンを使用した. レジン性接着モノ
マーに関しては， 広く普及しているHEMAを用い， 必要に応じてコラーゲンに対す るHEMAの相互作用部位のモデルとしての直鎖アノレコール同族体を使用した.
コラーゲンに対するモノマー吸着の実験から， コラーゲンの熱変性によりモノマー
結合量が低下することが明らかになり， SEM観察からその原因が変性の引き起こす 比表面積減少にあることが示唆された. これは「熱変性によりモノマーに対するコラ
ーゲンの濡れ性が低下し， 安定な樹脂含浸層が形成されないために， 加熱、象牙質に対
する接着強度が低下した」という伊藤らの意見を支持する結果である. また， メタク
験を通して， モノマーのコラーゲンへの吸着が可逆過程であることも確かめられた.
次に，HEMAの結合がコラーゲンにどのような影響を与えるかを検討するために，
示差走査熱量測定法 (DSC)を行った. この方法は， タンパク質の置かれた環境に応 じて熱変性温度 変性熱等が変化する特性を利用したものである. その結果， 熱変性 温度， 変性熱は共存するI-ffiMA濃度に依存して変化し，30 wt 0/0に極小が現れた(不 安定化). また， 高濃度域ではコラーゲン本来の変性温度をはるかに超える高温に変 性温度が移動した (安定化)•
そこで3 コラーゲンとの相互作用に関与するHEMAのヒドロキシエチル部のモデ ル物質として， 鎖長または水酸基数の異なる同族体直鎖アノレコールをI-ffiMAの代わ りに用いて， 同様の DSC測定を行った. その結果， HEMAと同様の変性温度の濃度 依存性が見られた. 濃度依存性は3 アルコーノレの鎖長が長くなるほど強く現れ， 水酸 基数が多くなるほど小さくなった. この現象は， アルコールの疎水性， 親水性と関係 があると考えられるので， 親水性3 疎水性を定量 化するために親水 ・親油バランス (HLB)値を導入し， 各アルコールのHLB 値と変性温度の関係、を検討した. その結 果， 疎水性が高いほどコラーゲンの構造安定性に与える影響が大きく， 線維問への浸 透性が高くなっていると考えられる (図3-1 9).
HEMAがコラーゲンと相互作用する際に，どのような構造変化をコラーゲンに引き 起こしているかを直接知ることは，計測手法の制約を受ける不溶性コラーゲンを用い た実験のみからでは， 困難である. そこで間接的ながらも， より具体的な構造変化を 考察するために， 類似性の高し\ 1型水溶性コラーゲンをモデノレとして， I-ffiMAとの相 互作用によるコラーゲンの構造上， 特に凝集状態への影響をゲル、清過クロマトグラフ ィー (GPC)によって検討した. その結果， 比較的低濃度ではHEMA によって高度
な凝集状態、が解消され， 高 し'1 HEMA濃度では分子状のコラーゲンと考えられる成分
の寸法が小さくなることが見出された. 前者は， HEMAがコラーゲン線維聞に浸透し
て， コラーゲンの凝集体が解離してし、く過程で， 変性温度-HEMA濃度プロットで変
性温度が濃度とともに低下していくことに対応している. 後者は高濃度のHEMA に
よる脱水で、コラーゲンが収縮した構造に変化してしだ過程で 変性温度がHEMA濃
度とともに上昇していくことに対応している.
以上のように， コラーゲンに対して物理的に吸着したHEMA が作用する過程で，
特定の濃度においてコラーゲンの熱安定性を低下させるが， scscでも示されたよう
なコラーゲンの解離により， ここではHEMA の浸透性が最も高まっているため， む
しろレジンの硬化後には良好な複合層(ハイブリッド層)となり， 結果として鈴木，
中井が示した様に， 接着に有利に働いているものと理解される. また， コラーゲン線
維への接着性モノマーの浸透性をコントロールしているのは， メタクリル酸とエステ
ル結合しているヒドロキシエチノレ基などの官能基の疎水性であると結論される.
この研究で得られた， コラーゲンとレジンモノマーの相互作用に関する知見を応用
して， 将来はハイブリッド層のバルクモデノレを構築し， その性質を実際の接着と関連 づける方向に研究を展開させることができる. すなわち， 種々の条件下でコラーゲン
線維にレジンモノマーを浸透・重合させ， 硬化したコラーゲンーレジン複合体につい
て機械的強度その他の物性測定を行うことで， ハイブリッド層の物性をシミュレート
するものである. これを実際の象牙質接着強度と対比することで， 接着強度とハイブ
リッド層の関連性を具体的に検証することが可能となると期待される. 本研究で試み
謝辞
本研究を遂行するにあたり， 終始懇切な御指導と御校関を賜りました九州大学歯学 部歯科補綴学第一講座 寺田善博教授に心より感謝の意を表します. また， この研究 を立ち上げるにあたって御協力いただきました， 伊藤博子博士， さらに， 適切な御助 言を頂いた九州大学歯学部歯科補綴学第一講座 根津尚史博士， 永留初賓博士， 九州 大学歯学部歯科理工学講座の先生方に深く感謝し1たします. また， 本研究を遂行する にあたり， 多大な御協力を頂いた九州大学歯学部歯科補綴学第一講座の関係各位に深 く感謝し\たします.
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