Posted at the Institutional Resources for Unique Collection and Academic Archives at Tokyo Dental College, Available from http://ir.tdc.ac.jp/
Title
短波長紫外線照射処理チタンインプラントの周囲支持骨
に対するマイクロCTによる骨形態計測評価
Author(s)
山崎, 真; 山田, 将博; 櫻井, 薫
Journal
歯科学報, 111(4): 426-426
URL
http://hdl.handle.net/10130/2547
Right
目的：これまでにチタン合金をアルカリ性の活性酸 素系義歯洗浄剤に浸漬すると，純チタン（TI），Ti-6Al-4V（TAV），Ti-7Nb-6Al（TNB）合 金 で は 合 金構成元素の溶出を伴って表面光沢度が減少し，変 色することを報告した。また，Ti-20Cr 合金（TCR） では変色程度は他の合金より小さく，Ti や Cr の溶 出もわずかであった。しかし，義歯洗浄剤への浸漬 による変色程度の異なるチタン合金の表面状態につ いては明らかになっていない。本研究では，アルカ リ性の活性酸素系義歯洗浄剤に浸漬した種々のチタ ン合金のＸ線光電子分光分析（XPS）およびオー ジ ェ 電 子 分 光 分 析（AES）に よ る 表 面 分 析 を 行 い，義歯洗浄剤に浸漬したチタン合金の表面構造に ついて検討を行った。 方法：チタン合金として，TI，TAV，TNB および TCR を選択し，鏡面まで研磨した。義歯洗浄剤に は，活性酸素系義歯洗浄剤（赤ピカ，松風）１袋を １００mL の蒸留 水 に 加 え，溶 解 さ せ て 用 い た（pH １１．３）。それぞれの合金を義歯洗浄剤に浸漬し， ３７℃で７日間静置した。７日後，溶液中より試料を 取り出し，蒸留水中で超音波洗浄し，表面化学状態 を XPS で，深さ方向の元素濃度を AES で分析し た。 成績および考察：XPS 測定の結果，義歯洗浄剤に 浸漬したチタン合金表面に検出された元素はそれぞ れの合金構成元素の他に，C，O，Na，Ca および P であった。Ti2p XPS スペクトルを見ると，すべて の合金は浸漬前にはチタンの金属状態（Ti0 ）と酸 化状態（Ti2+，Ti3+，Ti4+）が検出され，合金表面が 酸化被膜で覆われていた。浸漬後，変色程度の小さ かった TCR では Ti0 が認められたが，変色程度の 大きかった TI，TAV および TNB では Ti4+ のみが 検出され，表面が酸化していることが明らかになっ た。AES による深さ方向の元素分析の結果，TAV および TNB の表層では合金構成元素と酸素濃度は 一定であったが，深部では酸素濃度の減少とともに 合金構成元素濃度が増加した。一方，TCR では表 層から酸素濃度の減少と合金構成元素濃度の増加が 認められた。このことから，変色程度の大きいチタ ン合金では表面の酸化被膜の厚みが増大していた。 以上の結果より，アルカリ性の活性酸素系義歯洗浄 剤にチタン合金を浸漬すると，いずれのチタン合金 表面も酸化されるが，変色程度の大きい TI，TAV および TNB では酸化被膜が厚く，変色程度の小さ い TCR では酸化被膜が薄いことが明らかになっ た。 目的：インプラント−骨界面部のみならず，それを 裏打ちする周囲支持骨の量，質および構造はインプ ラントの骨結合強度と長期安定性とを決定する。近 年，短波長紫外線（UVC）照射前処理により，チ タン表面へのタンパク吸着や骨芽細胞接着およびそ の増殖が向上し，インプラントの骨結合強度および インプラント−骨接触率が著しく亢進することが明 らかとなった。一般的に骨芽細胞増殖活性の向上 は，生体材料周囲の骨形成量の増加をもたらすと考 えられている。しかし，インプラント周囲支持骨の 量，質および構造に関して UVC 照射処理の及ぼす 影響は未だ不明である。本研究の目的は UVC 照射 処理チタンインプラントの周囲支持骨の骨量および 骨質をマイクロ CT による骨形態計測を用いて評価 することである。 方法：試料として，酸 処 理 表 面 を 有 す る 直 径４．１ mm，骨内部５．０mm のグレードⅡ商業用純チタン 製インプラントを用いた。UVC を３mW/cm２ で４８ 時間照射したインプラント（UV）と，未照射イン プラント（UT）を１７週齢雄ウサギ（日本白色種３ ∼３．５kg）の左右大腿骨にそれぞれ埋入した。術後 ３週で屠殺し，標本採取を行った後，マイクロ CT （HMX 225 Actis 4, Tesco, Tokyo, Japan）撮影を 行った。得られたデータから三次元立体構築を行 い，骨質骨形態計測ソフト（TRI/3D-BON, Ratoc, Tokyo, Japan）にて解析を行った。インプラント埋 入部内側皮質骨より骨髄側１mm までの範囲を解析 し，インプラント表面から０∼１００μm を近傍領域， １００∼５００μm を遠方領域として関心領域を設定し た。計測項目は骨形成量（BV/TV：％），骨塩密度 （BMD：mg/cm３ ）とした。統計解析としてマン・ ホイットニーのＵ検定を行った（α＝０．０５）。 成績および考察：近傍および遠方領域において，治 癒３週後における BMD の値に関して，UT と UV 間で差はみられなかった。一方 BV/TV に関して， 近傍領域では差はなかったが，遠方領域では，UV インプラントの値は UT インプラントの値よりも大 きかった。今後，より長期の治癒期間を設定したサ ンプルを用いた構造解析およびそれを裏付ける細胞 生物学的精査が必要である。
