原 著
超音波を利用した根管スミヤー層の除去における周波数の影響
小 野 駿 小 野 京 田 井 康 晴 吉 田 拓 正 山 本 淳 中 野 雅 子 高 碩 璟 細 矢 哲 康
鶴見大学歯学部歯内療法学講座
Effects of frequency of dental ultrasonic device for removal of smear layer on root canal wall
ONO Shun, ONO Miyako, TAI Yasuharu, YOSHIDA Takumasa, YAMAMOTO Jun, NAKANO Masako, KAO Shuo Ching and HOSOYA Noriyasu
Department of Endodontics, Tsurumi University School of Dental Medicine
Abstract：The smear layer must be removed from the root canal wall, because it affects the residual source of infection and the root canal sealing ability. This study investigated the efficiency of removing the smear layer by using different ultrasonic frequencies with EDTA solution.
Thirty extracted human permanent teeth with a single straight root canal were used as experimental teeth.
All the crowns had been removed 15 mm from the apex. Experimental root canals were enlarged to #40 with NiTi rotary files. The root canals were filled with saline solution during the procedure, and then thoroughly irrigated with 6％ NaClO.
The experimental teeth were randomly divided into three groups to compare the removal effects of the smear layer formed by the root canal enlargement. Group 1：the root canals were irrigated with 17％ EDTA solution（4.0 mL/min）using a syringe；Group 2：the root canals were filled with EDTA and ultrasonic vibra- tion at 30,000 Hz was applied；Group 3：the root canals were filled with EDTA and ultrasonic vibration at 40,000 Hz was applied. In each group, five teeth were irrigated for 15 seconds and 30 seconds each. After the procedure, EDTA was thoroughly flushed with NaClO. The experimental roots were mesio‒distally divided into two pieces for SEM observation of the root canal walls. The root canal walls were divided into three por- tions, the coronal side, the middle portion, and the apical portion, and the residual condition of the smear layer was scored and evaluated according to Torabinejad et al.’s classification method from the SEM images.
Thirty seconds of irrigation was better than 15 seconds in Group 1. In Groups 2 and 3, there was almost no difference in the removal effects of the smear layer depending on the application time. In all groups, better removal of the smear layer was observed on the crown and middle portions compared to the apical portion.
From the results of this study it was concluded that the combined use of EDTA and an ultrasonic device is more effective in removing the smear layer. The removal effect was not affected by the frequency of the ultrasonic device.
smear layer, EDTA, ultrasonic frequency, root canal irrigation, ultrasonic irrigation
（日歯内療誌43（1）：22～27，2022）
Key words：
受付：令和3年10月7日／受理：令和3年12月7日
緒 言
根管治療において，症状の消退や良好な術後経過の 獲得には根管内の無菌化が必要であり，機械的ならび に化学的清掃は非常に重要な処置である1）．機械的清 掃は，根管拡大による感染歯質の除去ならびに効率的 な化学的清掃を可能にするための処置であり2），化学 的清掃は，機械的清掃で残留した感染源の除去や不活 化を図ることを目的に薬液の効果も期待して行う処置 である3）．
日常の臨床における化学的清掃は，おもに有機質溶 解作用を有するNaClOと無機質溶解作用を有する EDTAの併用による方法が行われている．EDTAは 根管拡大形成で生じたスミヤー層の除去を主な目的と し，ジェルタイプや溶液タイプが使用されている．ス ミヤー層は数μm程度の象牙質削片層であるが，歯髄 組織などの軟組織や細菌などの感染源が含まれている とともに，スミヤー層下の根管壁面には細菌などの残 存も十分に考えられる4）．したがって，スミヤー層の 存在自体が感染源となる可能性が高く，また根管に適 用する消毒薬の象牙質への浸透を妨げ5），根管充塡時 には根管の封鎖性に影響を与えるとの報告もある6）． 溶液タイプのEDTAの根管への適用には，一般にシ リンジを用いて行われることが多いが，超音波発生装 置を併用する方法は高い有効性が報告されている7）． 歯科臨床で使用される超音波発生装置は，電歪型
（ピエゾ式；Piezoelectric）と磁歪型（マグネット式；
Magnetostrictive）があり，25,000～50,000 Hzの超音 波振動を発生する8）．本邦では電歪型が多く供給され ているが，種々の処置に対する超音波振動の周波数に よる影響に関する報告は認められない．
本研究の目的は，超音波発生装置とEDTAを併用 した根管清掃において，超音波振動の周波数ならびに 根管清掃時間がスミヤー層の除去に与える影響を調査 することである．
材料および方法
被験歯は歯根湾曲の少ないヒト単根抜去歯30本で ある．根尖から15 mmの位置で歯冠部を切除し，
＃15Kファイル（K‒Files, Zipperer, Germany）にてグ ライドパス形成を行い，作業長を14 mmとしてNiTi ロータリーファイル（HyFlex TM EDM, Coltene, Switzerland）を用いて＃40（4％テーパー）まで根管 拡大形成を行った．形成中は，生理的食塩液を根管内 に満たし，ファイル交換時と終了時に6％NaClOによ る根管洗浄を行った．本研究で使用した被験機器は，
周波数30,000 Hzの超音波発生装置（MINIMASTER LED, E. M. S. ELECTRO MEDICAL SYSTEMS S. A., Switzerland），ならびに40,000 Hzの超音波発生装置
（END ULTRA, Vista Dental Products, USA）である．
両装置には，チタン合金製の超音波チップ（Activator Tip ＜Ti＞ 20/02, Vista Dental Products, USA）を装 着した．またEDTAによる洗浄には，側孔開口型洗浄 針（クリーン・ウォッシングニードルソフトタイプ 30G，ニプロ）を付与したシリンジ（ニプロシリンジ 3 mL，ニプロ）を用いた．
被験歯は無作為に10本ずつ3群に分類し，以下の3 通りの方法で根管清掃を行った．Group 1：シリンジ を作業長から1 mm短い位置まで挿入し，17％EDTA 溶液（モルホニン歯科用液，昭和薬品化工）にて，各 5本の被験歯に対し15秒間ならびに30秒間（4.0 mL/
min），バキュームで吸引しながら根管洗浄を行った．
Group 2：17％EDTA溶液を根管に満たし，超音波 チップを作業長から1 mm短い位置まで挿入し，
30,000 Hzの超音波振動で数mm上下運動を加えた．
各5本の被験歯に対し15秒間ならびに30秒間行った．
なお，洗浄中は常に根管口からEDTA溶液を追加し，
常に根管に満たした状態とした．Group 3：Group 2と 同様の状況で，40,000 Hzの超音波振動を加えて根管 洗浄を行った．すべての被験歯は，処置後に6％
NaClO（2.0 mL）で十分に根管洗浄を行った．
歯根の頰舌側に溝を形成し，歯軸に沿って歯根を近 遠心的に割断して評価用の試料を作製した．各試料の 根管壁を歯冠側，中央部，根尖側に分類し，根管拡大 によって生じたスミヤー層に対する各清掃方法の除去 効果について，走査型電子顕微鏡にて観察した．次に，
電子顕微鏡像を9名の歯科医師が単盲検法にて観察 し，Torabinejadら9）のスミヤー層の分類に準じて，残 存状況をコード化した（表1）．得られた結果から，多 重比較法（Steel‒Dwass検定）を用いて統計学的解析
を危険率5％未満で行った．本研究は，鶴見大学歯学
部倫理審査委員会の承認（No. 1306）のもとに実施した．
結 果
₁．各部位におけるスミヤー層の残存状態
Group 1において，15秒ではすべての部位で多量の スミヤー層の残存が認められた．特に根尖側で顕著で あり，象牙細管の部位は推測できるが開口部はスミ ヤー層で覆われていた．歯冠側においても象牙細管は 確認できるが，開口部に多くの残渣を認めた．中央部 も同様であるが歯冠側に比べると残渣はやや少なかっ た．30秒でも，根尖側で顕著に残存が認められるが，
歯冠側方向に移行するに従い減少しており，とくに歯
冠側では，残渣が認められるものの象牙細管の開口部 は明瞭に確認できた（図1）．Group 2は清掃時間にか かわらず，すべての部位でスミヤー層の残存を認め た．根尖側で顕著に残存が認められるが，歯冠側方向 に移行するに従い減少した．15秒の歯冠側は，象牙細 管の開口部に多量の残渣を認めた（図2）．Group 3で も，清掃時間にかかわらず，すべての部位でスミヤー 層の残存を認め，根尖側での顕著な残存は，歯冠側方 向に移行するに従い減少した．（図3）．
₂．スミヤー層のコード化による除去状況の比較
1 ）各グループにおける部位間の比較
Group 1の15秒では，歯冠側ならびに中央部で根尖
側に対して有意にスミヤー層が除去されているが，歯 冠側と中央部間に有意差はなかった．30秒では，すべ ての部位間で有意差を認め，根尖側から歯冠側方向へ 移行するに従い除去効果が向上した．Group 2の15秒 では，歯冠側ならびに中央部は根尖側に対して有意に 除去されているが，歯冠側と中央部間に有意差はな かった．30秒では，すべての部位間で有意差を認め，
根尖側から歯冠側方向へ移行するに従い除去効果が向 上した．Group 3の15秒では，すべての部位間で有意 差を認め，除去の効果は中央部，歯冠側，根尖側の順 で高かった．30秒では，歯冠側ならびに中央部は根尖 側に対して有意に除去されているが，歯冠側と中央部 間に有意差はなかった（表2）．
Fig. ₁ Residual conditions of root canal smear layer after the syringe irrigation
（Group ₁）
After ₁₅ seconds of irrigation, a lot of smear layer remains in all portions. In particular, the dentinal tubules are covered with the smear layer on the apical portion. A lot of debris is observed in the dentinal tubules on the coronal por- tion. After ₃₀ seconds of irrigation, a remarkable residue of the smear layer was also observed on the apical portion, but it tend to decrease toward the cor- onal portion. The opening of the dentinal tubules are clearly observed on the coronal portion.
図 ₁ シリンジを用いた根管清掃における根管スミヤー層の残存状態（Group ₁）
₁₅秒ではすべての部位で多量のスミヤー層が残存している．特に根尖側に顕著であ り，象牙細管はスミヤー層で覆われている．歯冠側の象牙細管には多くの残渣を認め る．₃₀秒でも根尖側で顕著な残存が認められるが，歯冠側方向に移行するに従い減少 する傾向にあり，歯冠側では象牙細管が明瞭に確認できる．
Coronal Middle Apical
15 sec
30 sec
Table ₁ Classification and coding of residual smear layer on the root canal wall（reference ₉）
表 ₁ 根管壁における残留スミヤー層の分類とコード化（文献₉）
Score Criteria
1 No smear layer. No smear layer on the surface of root canals：all dentinal tubules were clean and open, but mild smear plug.
2 Moderate smear layer. A little smear layer on the surface of root canal, but dentinal tubules contained debris.
3 Heavy smear layer. Smear layer covered the root canal surface and dentinal tubules.
2 ）各グループにおける根管清掃時間による比較 Group 1では，歯冠側で15秒に対し30秒で有意に 除去されたが，中央部ならびに根尖側では有意差はな かった．Group 2ならびにGroup 3においては，清掃
時間による有意差は認められなかった（表2）．
3 ）根管清掃時間におけるグループ間の比較
歯冠側において，15秒ではGroup 1とGroup 2間の みに有意差が認められた．また30秒では，Group 1と 15 sec
30 sec
Coronal Middle Apical
Fig. ₂ Residual conditions of root canal smear layer after the ultrasonic irriga- tion（₃₀︐₀₀₀ Hz）（Group ₂）
Residual smear layer are observed on all portions regardless of irrigating time.
Remaining is remarkable on the apical portion, but it tend to decrease toward the coronal portion. On the coronal portion after ₁₅ seconds of irrigation, a lot of debris is observed in the dentinal tubules.
図 ₂ 超音波洗浄（₃₀︐₀₀₀ Hz）後の根管スミヤー層の残存状態（Group ₂）
清掃時間にかかわらず，すべての部位でスミヤー層の残存を認める．根尖側での残存 が顕著であるが，歯冠側方向に移行するに従い減少する傾向にある．₁₅秒の歯冠側に は，象牙細管の開口部に多量の残渣が認められる．
15 sec
30 sec
Coronal Middle Apical
Fig. ₃ Residual conditions of root canal smear layer after the ultrasonic irriga- tion（₄₀︐₀₀₀ Hz）（Group ₃）
Residual smear layer are observed on all portions regardless of irrigating time.
Remaining is remarkable on the apical portion, but it tend to decrease toward the coronal portion.
図 ₃ 超音波洗浄（₄₀︐₀₀₀ Hz）後の根管スミヤー層の残存状態（Group ₃）
清掃時間にかかわらず，すべての部位でスミヤー層の残存を認める．根尖側での顕著 な残存は，歯冠側方向に移行するに従い減少する傾向にある．
Group 3間のみに有意差が認められた．中央部におい て，15秒ではGroup間に有意差は認められず，30秒 ではGroup 2とGroup 3間のみに有意差が認められ た．根尖側において，15秒ではGroup 2とGroup 3間 のみに有意差が認められ，30秒ではGroup間に有意差 を認めなかった（表2）．
考 察
超音波の発生は，高周波電力を超音波振動に変換す ることで生じ，電歪型と磁歪型の2種類がある．電歪 型は超音波振動を発生する超音波振動子に電圧を加え ることで変形させ，また磁歪型は磁界を加えることで 変形させて超音波を発生させる．現在は使い勝手の良 さなどから，電歪型が主に使われている．根管清掃に おける超音波発生装置の使用は，液体内で超音波を発 生させることで生じるキャビテーション効果を利用 し，根管壁の汚染物質などを剝離することで清掃効果 を上げており，スミヤー層や機械的あるいは化学的清 掃では効果が及ばない部分の清掃が可能である10,11）． 超音波を利用した洗浄は，主にキャビテーション，加 速度ならびに物理化学的反応の促進作用の相互による ものとされている．これらの作用は周波数により効果 に差が生じ，周波数が低いほどキャビテーションが発 生しやすく，周波数が高くなるに従い加速度は大きく なる．また薬液の攪拌効果に関しても差が生じる．本 研究で使用した2種類の装置はともに電歪型であり，
当初は周波数の違いから清掃効果に差が生じるとも考 えられたが，大きな違いは認められなかった．根管治 療用にはさまざまな超音波チップが供給されている が，今回は表面が滑沢なチタン合金製の超音波チップ を使用した．本チップは，付属のレンチを利用して歯 種に応じた角度を付与することが可能であり，湾曲根 管への使用に際してはプレカーブを付与することがで きる．したがって，根管壁への強い接触を避けること ができることから，根管壁への影響も少なく，また十 分なキャビテーション効果が得られると考えられる．
本研究では，超音波チップを作業長から1 mm短い
位置まで挿入して洗浄を行った．メーカーなどでは，
作業長から2 mm短い位置までの挿入を推奨している 場合もあるが，これまでの多くの超音波洗浄に関する
研究12～14）に準じて，超音波チップの挿入深度を作業長
より1 mm短い位置に決定し，根尖部を突くことのな いように上下運動を加えた．
これまで，Nagendrababuら7）やSluisら15）によって，
シリンジによる根管清掃に超音波振動を併用すること の有効性が報告されてきた．本研究においても，15秒 の清掃時間では，超音波振動を加えたGroup 2および Group 3は，シリンジのみによるGroup 1と比較して 除去効果が優れていたが，30秒では差は認められな かった．また，鈴木ら12）は27ゲージの洗浄針を用いた シリンジ洗浄群と超音波洗浄群において，各30秒，60 秒，90秒間のEDTA併用の根管清掃で，スミヤー層 の除去と象牙質の過度の脱灰に関して検討しており，
30秒の超音波洗浄ではスミヤー層の除去は不完全で あったが，過脱灰の程度が低く適当であると報告して いる．本研究でも，ごく一部に脱灰を認めたが，30秒 程度の超音波振動の併用では過度の脱灰を招くことは 少ないと考えられる．また，シリンジによる洗浄では 清掃時間を延長することで除去効率が向上したが，
Group 2とGroup 3においては清掃時間による差が認 められなかったことから，超音波振動を加えることで 除去効果が向上するとともに，15秒程度の洗浄で30 秒と同等の効果が得られることが判明した．しかし Group 2とGroup 3間の比較では，15秒の根尖側なら
びに30秒の中央部で有意差が認められたことから，周
波数による波長の差から，効果が強く出る部位に差が あることが考えられる．
Teixeiraら16）やKuahら17）は，EDTAを1分間作用 させると歯冠側と中央部は良好な清掃状態であったの に対し，根尖側にはスミヤー層が残存していたと報告 しており，本研究においても，部位による差は同様の 結果となった．今回，根管拡大形成に用いたNiTiロー タリーファイルは4％テーパーを有しているが，洗浄 に使用した超音波チップは2％テーパーであることか ら，根尖側から歯冠側に移行するに従い，チップの運 Table ₂ Average scores of residual smear layer on each irrigating condition
表 ₂ 各清掃条件における残留スミヤー層の平均スコア
Portion Group 1 Group 2 Group 3
15 sec 30 sec 15 sec 30 sec 15 sec 30 sec
Coronal 2.17±0.79＊,§,§§ 1.47±0.72＊＊＊,§,§§§ 1.78±0.42†,§§ 1.60±0.65††† 1.96±0.59‡ 1.81±0.72‡‡,§§§
Middle 1.94±0.75＊＊ 2.04±0.63＊＊＊ 1.89±0.60†† 2.11±0.67†††, | 1.67±0.63‡ 1.82±0.65‡‡‡, | Apical 2.78±0.42＊,＊＊ 2.51±0.58＊＊＊ 2.40±0.74†,††, || 2.40±0.65††† 2.69±0.46‡, || 2.57±0.64‡‡,‡‡‡
The same symbols indicate significant differences（p＜0.05）.
動量が大きくなるとともにEDTAの容量が増加する ことで，より歯冠側でのスミヤー除去効果が良好で あったと思われる．また，超音波チップの先端を根尖 から1 mmの位置に設定した場合，根尖部を閉塞する ように大小の気泡が形成され，洗浄液の効果的な流れ を阻害するとの報告もある．しかしながら，清掃時間 の経過とともに解消され，洗浄液の根尖側での流れは 回復するとも報告されている13）．本研究では，スミ ヤー層の除去が不十分な部分も多く認められたことか ら，清掃時間を延長することで，とくに根尖側のスミ ヤー層の除去状態は向上すると考えられるが，歯冠側 あるいは中央部での根管象牙質の脱灰には注意する必 要がある．
結 論
本研究の結果から，超音波発生装置とEDTAを併 用した根管清掃では，15秒程度の短時間でスミヤー層 の除去が可能であることが示唆された．また，除去効 果には周波数の影響は認められず，いずれの装置も臨 床での適用が可能である．
開示すべきCOI状態はない．
文 献
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著者連絡先：小野 京
鶴見大学歯学部歯内療法学講座
〒230‒8501 横浜市鶴見区鶴見2‒1‒3 TEL：045‒580‒8436
E‒mail：ono-m@tsurumi-u.ac.jp
