試作覆髄剤の象牙質接着強さとカルシウムイオン徐放について
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(2) 西谷 登美子ほか, 試作覆髄剤の象牙質接着強さとカルシウムイオン徐放について, 再生歯誌 19(1): 1-9, 2021. は今後益々期待される4) ． 本研究では，歯質接着性および石灰化 促進作用・抗菌性を有する覆髄剤と，そ の覆髄剤と一体化して重合硬化する充填 材料を検討し，新たなコンポジットレジ ン修復法を開発することを念頭において いる．そのための覆髄剤として，Mineral trioxide aggregate (MTA)と親水性モノマ ーをTBB（トリ -n- ブチルボラン）で重 合硬化させる覆髄剤を設計して，材料の 基本性能となる象牙質と試作覆髄剤のせ ん断接着強さ，象牙質辺縁封鎖性および 覆髄剤からのカルシウムイオン徐放につ いて検討を行った．比較として市販の覆 髄剤についても評価を行った．. 緒言 現在のう蝕治療においては，覆髄後の 辺縁漏洩による細菌感染のリスクを避け るという観点から，レジンによる接着修 復時の覆髄は不要とされている1)．水酸化 カルシウム製剤を代表とする覆髄剤では 歯質や充填材料との接着性が得られない ことから，覆髄を施さないことにより辺 縁漏洩による細菌感染のリスクを避ける ことが可能となるが，有髄歯における覆 髄剤から歯髄への修復象牙質形成の働き かけは失われる．また深在性う蝕の治療 時において，う蝕象牙質をすべて除去す ると露髄する可能性が高く，かつ歯髄が 可逆性歯髄炎の場合には歯髄温存療法が 推奨されている 2) ．さらに，わが国では 2007年に超高齢社会となって以降，高齢 化率が現在まで上昇し続けており，それ に伴い高血圧や心疾患をはじめとした全 身疾患を有する有病高齢者に対して歯科 治療を行う機会は増えている3)．その中で は，う蝕治療において局所麻酔薬の使用 がハイリスクな場合にはう蝕を残置せざ るを得ない状況もあり，覆髄剤の有用性 表１. 材料および方法 1. 試料の作製 本研究に供した覆髄剤と組成を表1に 示す． 2．象牙質せん断接着強さの測定 ProRoot MTA （ Dentsply Sirona, OK, USA）にメタクリル酸2-ヒドロキシプロピ ル （和光純薬工業, 大阪）を重量比 6：3 または 7：3 で配合してスーパーボンド. 使用材料と組成表. 2.
(3) 西谷 登美子ほか, 試作覆髄剤の象牙質接着強さとカルシウムイオン徐放について, 再生歯誌 19(1): 1-9, 2021. 4．各種覆髄剤の象牙質辺縁封鎖性 象牙質に対する各種覆髄剤の辺縁封鎖 性の評価として，以下の色素漏洩試験を行 った．すなわち，ウシ下顎前歯20本の歯根 に 対 し て ， 卓 上 ボ ー ル 盤 （ PROXXON, キソパワーツール, 大阪）と工具用ドリルにて 歯髄腔を内径 4 mm に拡大形成し，実験 に供した．形成した歯根を長さ 10 mm で切 断し，根尖側をスーパーボンドティースカラ ー （サンメディカル, 滋賀）にて封鎖して超 音波洗浄機で洗浄した．各覆髄剤を填入後， 湿度 100％，37℃条件下で 48 時間硬化 させた．未重合層を取り除くために試料表層 を耐水研磨紙で研磨後，１％メチレンブルー 水溶液に 24 時間浸漬した．歯軸方向に切 断して得られる断面の歯冠側辺縁における 色素の浸透を光学顕微鏡で観察した． 色素の浸透が全く認められない状態を０， 辺縁から1mm 未満の色素浸透状態を１，辺 縁から 1mm 以上5mm未満の色素浸透状 態を２，辺縁から 5mm以上の色素浸透状態 を３とした．. キャタリストV（サンメディカル, 滋賀） にて重合させて（それぞれ M64，M73 と する）試作覆髄剤として実験に供した． 市 販 の 覆 髄 剤 で あ る Dycal （ Dentsply Sirona, OK, USA）および TheraCal LC （BISCO Dental Products, IL, USA）を比較 対象とし，象牙質は 30 週齢未満の新鮮 ウシ抜去下顎前歯 24 本を用いた．ウシ 前歯を歯冠部にて切断・エポキシ樹脂に 包埋後，唇側面を＃600 耐水研磨紙にて 研削した象牙質面を被着面とした．象牙 質に対して内径 2.6 mm のモールドを設 置し，モールド内に各種覆髄剤を填入し た．TheraCal LC については光照射器にて 光硬化させた．湿度 100％の保管箱に入 れて48 時間 37℃インキュベーター内で 静置した．その後，接着試料体の一部を ランダムに抽出してせん断接着試験およ び走査電子顕微鏡（SEM）による破断面 の観察を行った．剪断試験は卓上万能試 験機（EZ Test，Shimadzu）を用いて，ク ロスヘッドスピード1.0 mm/min の条件 下で行った．試料数を各 6 個とし，得ら れ た 結 果 は One-way ANOVA と StudentNewman-Keuls Methodsを用いて有意水準 5％にて統計処理を行った．. 5．カルシウムイオン濃度の測定 接着試験と同様に ProRoot MTA にメタ クリル酸 2-ヒドロキシプロピルを重量比 6:4 または 7:3 で配合してスーパーボンドキャタ リストV にて重合させた試作覆髄剤を実験 に供した（それぞれ M64，M73 とする）. 市 販の覆髄剤についてはメーカー指示に従っ て試料を作製した．全ての試料はテフロンモ ールド内で相対湿度 100％の保管箱に入 れて 24 時間 37℃インキュベーター内で 静置・硬化させ，TheraCal LCについては２ 方 向 か ら 40 秒 ず つ 光 照 射 し ， 直 径 7.0mm, 厚さ 1.0mm のディスクを作製した． 得られたディスクを蒸留水 1,000 μL に24時 間浸漬した群と 72 時間浸漬した群の上清 を回収（500 μL ずつ回収し10倍希釈）し てカルシウムイオン濃度をイオンクロマトグラ フィー（ICS-1600, Thermo Fisher Scientific, MA, USA）を用いて測定した．. 3．接着界面のSEM観察 象牙質と各種覆髄剤の接着界面を走査 電子顕微鏡（SEM, Quanta 400, FEI, 神奈 川）で観察するために，エポキシレジン に包埋した牛歯８本を用いた．界面の観 察においては，せん断接着試験と同様に 作製した接着試料体を再度エポキシレジ ンで包埋した後に，接着界面に対して垂 直に切断し，切断面は＃4,000の耐水研磨 紙を用いて注水下で研磨を行った．その後， 研磨面を 40 %リン酸水溶液で 30 秒間， ネオクリーナー（ネオ製薬工業, 東京）で10 分間処理を行った．試料は水洗後，固定， アルコール脱水，t-ブチルアルコール（和光 純薬工業, 大阪）置換を行い，臨界点乾燥， 金蒸着後にSEMを用いて象牙質と覆髄剤 の接着界面の観察を行った．. 3.
(4) 西谷 登美子ほか, 試作覆髄剤の象牙質接着強さとカルシウムイオン徐放について, 再生歯誌 19(1): 1-9, 2021. 2. 接着界面のSEM観察 M64 または M73 と象牙質を接着した 場合は，連続した緊密な接着界面が観察 される一方で，TheraCal LC と Dycal で は覆髄剤と象牙質の接着界面にわずかな 間隙が観察された（図2）．. 結果 １．象牙質せん断接着強さ ウシ下顎前歯象牙質に対する各種覆髄剤 のせん断接着強さを図1に示す．M64，M73， Dycal，TheraCal LC の順に2.44±0.62 MPa， 1.81±0.15 MPa，0.49±0.08 MPa，0.11± 0.09 MPaであり，M64 が最も高いせん断接 着強さを示した．. 図１ ウシ下顎前歯象牙質に対する各種覆髄剤のせん断接着強さ. 図2. 各種覆髄剤と象牙質の接着界面 P: 覆髄剤，D: 象牙質を示す. 4.
(5) 西谷 登美子ほか, 試作覆髄剤の象牙質接着強さとカルシウムイオン徐放について, 再生歯誌 19(1): 1-9, 2021. 3. 各種覆髄剤の象牙質辺縁封鎖性 色素漏洩試験結果を 表2 に示す．また 各試料の代表例を 図3 に示す． M73において接着界面への色素の侵入. は 認 め ら れ な か っ た ． M64 お よ び TheraCal LC においてもほぼ色素の侵入 は認められなかった．一方，Dycalでは全 ての試料で色素の漏洩を認めた．. 表２ 色素漏洩試験から得られた微小漏洩スコア. 図3. 各種覆髄剤の色素漏洩試験後の光学顕微鏡像（代表例） 図中の赤矢印間（→ ←）は色素浸透範囲を示す. 5.
(6) 西谷 登美子ほか, 試作覆髄剤の象牙質接着強さとカルシウムイオン徐放について, 再生歯誌 19(1): 1-9, 2021. 図4. 各種覆髄剤から徐放されるカルシウムイオン濃度. 害因子となる12)．この接着阻害因子を排除 するためには，酸による溶解・除去が推 奨されているが，本研究ではすべての覆 髄剤について，酸処理を施さない象牙質 での接着強さを検討した． M64 と M73 は親水性のモノマーであるメタクリル酸 2-ヒドロキシプロピルを配合することか ら，モノマー重合前に表層のスミヤー層 内へ浸透が生じること，さらにキャタリ ストVで重合硬化後はわずかに膨張する ことで市販の覆髄剤よりも高い接着強さ が獲得できると考えられた．SEMの結果 からもダイカルとセラカルでは，被着面 である象牙質と覆髄剤との間に間隙が観 察されており，各覆髄剤の象牙質表層へ の浸透の違いに起因すると考えている． また，SEM観察試料の作製においては， 接着界面に負荷が出来るだけ加わらない ようにして，さらに臨界点乾燥によって 試料が乾燥する時の収縮を少なくしてい るものの，TheraCal LC と Dycal では接 着強さが低い結果，試料作製時の応力に よって接着界面に間隙が生じた可能性も ある． 覆髄剤に求められる基本性能のうち， 最も重要な1つは象牙質辺縁封鎖性であ ることから色素漏洩試験を行いすべての 覆髄剤の辺縁封鎖性について検討を行っ た．その結果，ダイカルでは辺縁漏洩が 他の3種に比較して明らかに生じていた．. 4．カルシウムイオン濃度 各種覆髄剤から硬組織形成に必要なカル シウムの供給がどの程度生じるかについて 検討を行った．各種覆髄剤から徐放される カルシウムイオン濃度の結果を図４に示す． 試作覆髄剤を含むすべての覆髄剤からカル シウムイオンの徐放が確認され，24時間後 から 72 時間後にかけて徐放量は増加して い た ． MTA の 重 量 比 が 異 な る M64 と M73 を比べると，MTA の 配 合 量 が 多 い M73 のカルシウムイオンの徐放が多かっ た． 考察 現在のコンポジットレジン修復では覆 髄は不要であるが，そのため覆髄剤によ る修復象牙質形成を促進させる薬理作用 5-7) は得られなくなる．そこで十分な象牙 質辺縁封鎖性が得られる覆髄剤の開発を 目指して，MTA と親水性モノマーを配合 した覆髄剤の接着強さ，象牙質辺縁封鎖 性およびカルシウムイオンの徐放量を検 討した．歯科治療で広く覆髄剤として一 般 に 使 用 さ れ て い る TheraCal LC と Dycal についても極めて低い接着強さは 得られるものの，本研究において試作し た覆髄剤である M73 と M64 の接着強 さは市販の2種よりも高かった．覆髄剤の 被着対象となる象牙質表層はスミヤー層 で覆われており8-11)，スミヤー層は接着阻. 6.
(7) 西谷 登美子ほか, 試作覆髄剤の象牙質接着強さとカルシウムイオン徐放について, 再生歯誌 19(1): 1-9, 2021. すべての覆髄剤で適用して硬化後に漏洩 試験を行っているものの，辺縁漏洩が少 ない3種の覆髄剤にはモノマーが配合さ れている．このモノマーが重合硬化する 前に象牙質表層に浸透することで，Dycal 群よりも優れた象牙質辺縁封鎖性を獲得 していると考えられた．またM73では色 素漏洩試験の結果が全てスコア０となっ ており，M64 よりも良好な辺縁封鎖性を 示した．このことからMTAとモノマーの 配合比は接着強さや辺縁封鎖性に大きく 影響することが考えられ，優れた辺縁封 鎖性を有した条件下で最大の接着強さが 得られる組成について，今後さらなる検 討が必要と考える． 覆髄剤の強アルカリによる殺菌効果 13, 14) に加えて，う蝕治療においてはう蝕影響 象牙質の再石灰化に必要なカルシウム 15-18) が持続的に供給されることは極めて 重要なことから，すべての覆髄剤の24時 間後から72時間後にかけてカルシウムイ オン徐放量を測定した．その結果， すべ ての覆髄剤からカルシウムイオンの徐放 が確認され，24時間後から72時間後にか けて徐放量は増加していることから，短 期的には持続的な徐放性を有しているこ とが示唆された．M64とM73では，MTA の配合量が多いM73の徐放量が多かった． 短期的にはカルシウムの供給源となる MTA配合量に比例してカルシウム徐放量 が多くなると思われるが，覆髄剤は長期 に渡り窩洞内で機能することから，長期 的なカルシウム徐放量についても検討す る予定である．また長期間のカルシウム 徐放を検討する際には，長期間経過後の 覆髄剤の強度についてもあわせて測定す る必要があると考えている． 結論 MTAに親水性のモノマーを配合するこ とで，辺縁封鎖性に優れた接着性を有し 石灰化促進作用・抗菌性を示す覆髄剤を 開発できる可能性が示された．またMTA とモノマーの配合比率によって，象牙質 への接着強さや象牙質辺縁封鎖性，さら には硬化した覆髄剤からのカルシウムイ. 7. オン徐放量は影響されることが示唆され た． 引用文献 1). 特定非営利活動法人日本歯科保存学会編． う蝕治療ガイドライン第 2 版．東京，永末書 店，2015．p.113-135 2) 勝海一郎，石井信之，興地隆史，中田和彦 編．歯内治療学第 5 版．東京，医歯薬出版， 2018，p.79-80. 3) 山田 慎一, 栗田 浩, 田中 彰, 宮田 勝, 森本 佳成, 山口 晃, 柳本 惣市, 吉川 博政, 今井 裕. 長野県病院歯科・歯科口 腔外科における有病者歯科診療に関する 実態調査. 有病者歯科医療 2019; 28: 1-7. 4) 星加 知宏, 勝俣 愛一郎, 丁 群展, 西谷 登美子, 高 裕子, 勝俣 環, 根本 章, 伊 藤 誠之, 岩田 知幸, 林 宏昌, 永山 雅 大, 永山 祥子, 西谷 佳浩. 新規覆髄剤 の細胞増殖ならびに象牙質剪断接着強さ への影響について. 日歯保存誌 2019; 62: 208-214. 5) Trongkij P, Sutimuntanakul S, Lapthanasupkul P, Chaimanakarn C, Wong R H, Banomyong D. Pulpal responses after direct pulp capping with two calcium-silicate cements in a rat model. Dent Meter J 2019; 4: 584-590. 6) Komabayashi T, Zhu Q, Eberhart R, Imai Y. Current status of direct pulp-capping materials for permanent teeth. Dent Mater J 2016; 35: 1-12. 7) 松尾 敬志, 中西 正. 深在性う蝕への対応 と歯髄の免疫応答. 日歯保存誌 2019; 62: 1-7. 8) Gwinnett A. Smear layer: morphological considerations. Oper Dent Suppl 1984; 3: 2-12. 9) Van Landuyt K, De Munck J, Coutinho E, Peumans M, Lambrechts P, Van Meerbeek V. Bonding to dentin: Smear layer and the process of hybridization. Dental Hard Tissues and Bonding; 2005: 89-122. 10) Pashley D. Dentin: a dynamic substrate- -a review. Scanning Microscopy 1989; 3: 161174. 11) Pashley D. Smear layer: overview of structure and function. Proc Finn Dent Soc Suppl 1992; 88: 215-224. 12) Miyazaki M, Tsubota K, Takamizawa T, Kurokawa H, Rikuta A, Ando S. Factors affecting the in vitro performance of.
(8) 西谷 登美子ほか, 試作覆髄剤の象牙質接着強さとカルシウムイオン徐放について, 再生歯誌 19(1): 1-9, 2021. 13) 14). 15). 16). 17). 18). dentin-bonding systems. Jpn Dent Sci Rev 2012; 48: 53-60. 興地 隆史, 韓 臨麟, 重谷 佳見, 吉羽 邦彦. MTA の理化学的・生物学的特性と臨 床. 日歯内療誌 2012; 33: 3-13. 木村 奈津子, 有田 憲司, 西野 瑞穗. 歯 髄切断部の硬組織形成に関与する外因性 因子についての研究. 小児歯誌 2000; 38: 138-154. Qi Y, Li N,Niu L, Primus C, Ling J, Pashley D, Tay F. Remineralization of artificial dentinal caries lesions by biomimetically modified mineral trioxide aggregate. Acta Biomater 2012; 8: 836-842. 松田 有之, 恩田 康平, 谷本 啓彰, 吉川 一志, 山本 一世. 新規 Knoop 硬さ測定シ ステムによる覆髄剤の有効性の検討. 日歯 保存誌 2014; 57: 29-42. Hoshika T, Nishitani Y, Takahashi K, Ogata H, Ohara N, Kajihara T, Yoshiyama M. Mineralization of resin using experimental adhesives. J Oral Tissue Engin 2015; 13: 85-95. 澤井 健司郎, 保尾 謙三, 小正 玲子, 吉 川 一志, 山本 一世. 新規バイオアクティ ブガラス配合覆髄剤の有効性の検討. 日 歯保存誌 2020; 63: 1-13. (Received: March 16, 2021 / Accepted: March 26, 2021). 連絡先 西谷登美子 〒890-8544 鹿児島市桜ケ丘 8-35-1 鹿児島大学大学院医歯学総合研究科 歯科保存学分野 TEL 099-275-6192 FAX 099-275-6192 [email protected]. 8.
(9) 西谷 登美子ほか, 試作覆髄剤の象牙質接着強さとカルシウムイオン徐放について, 再生歯誌 19(1): 1-9, 2021. ORIGINAL ARTICLE. Dentin shear bond strengths and Releasing of calcium ion of experimental pulp capping materials. Tomiko NISHITANI, Shoko TATSUYAMA, Yuko TAKASHI, Aiichiro KATSUMATA, Tomohiro HOSHIKA, and Yoshihiro NISHITANI Department of Restorative Dentistry and Endodontology, Kagoshima University Graduate School of Medical and Dental Sciences, Kagoshima, Japan. We prepared experimental pulp capping materials those were consist of Mineral Trioxide Aggregate (MTA) and a hydrophilic monomer in order to develop an adhesive pulp capping material. The purpose of this study was to investigate dentin shear bond strengths and releasing of calcium ions of those experimental or commercial pulp capping materials. As a result, two experimental pulp capping materials had excellent marginal sealing property than commercial pulp capping agents, even higher shear bond strengths. In a comparison between experimental pulp capping agents having different composition ratios of monomer and MTA, the group with a relatively large amount of monomer showed higher shear bond strengths. The group with a large amount of MTA showed no penetration of dye in the dye penetration canal and releasing amount of calcium ion was higher than the group with a small amount of MTA. The composition ratio of MTA and a hydrophilic monomer may affect the basic property of the pulp capping material. More research is required to determine the ideal composition ratio of MTA/monomer to develop an adhesive pulp capping material that has excellent dentin marginal sealing property and exhibits highest adhesive strength.. Key words: dentin, pulp capping material, shear bond strength, marginal sealing property. 9.
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