ハイドロキシアパタイトナノ粒子がエナメル質の再石灰化に及ぼす影響と再石灰化歯面に対するフィスチャーシーラントの接着強度の推定：in vitro研究

Effect of hydroxyapatite nanoparticles on enamel remineralization and estimation of fissure sealant bond strength to remineralized tooth surfaces: an in vitro study.

抄録

背景:

シーラント治療前の非う蝕病巣の管理は、歯にシーラント塗布が必要な場合、臨床的な課題である。小窩裂溝内の非う蝕病巣のシーリングは，不完全なシーリングにより小窩裂溝シーラント（FS）の不成功につながる可能性がある．そのため、ナノ粒子などの再石灰化剤の使用が提案されている。本研究では、ハイドロキシアパタイトナノ粒子（ナノHA）のエナメル質再石灰化能、およびシーラントのマイクロリークとせん断接着強さ（SBS）に及ぼす影響について検討した。

BACKGROUND: The management of noncavitated caries lesions before sealant therapy is a clinical challenge when the tooth needs sealant application. Sealing noncavitated carious lesions in pits and fissures may lead to failure of the fissure sealant (FS) due to incomplete sealing. Therefore the use of remineralizing agents such as nanoparticles has been suggested. This study investigated the ability of hydroxyapatite nanoparticles (nano-HA) to remineralize enamel, and their effect on sealant microleakage and shear bond strength (SBS).

方法:

合計192本の第三大臼歯を脱灰し、ヘキサメタリン酸ナトリウム（SHMP）を添加したものと添加しない2種類の濃度のナノHAで前処理した後、リン酸エッチングとレジンFSを適用した。試験グループは，1）エッチング＋FS，2）エッチング＋ナノHA 0.15％＋FS，3）エッチング＋ナノHA 0.03％＋FS，4）エッチング＋ナノHA 0.15％＋SHMP 0.05％＋FS，5）エッチング＋ナノHA 0.03％＋SHMP 0.01％＋FSの混合物であった．ラボテストでは、50本の歯でマイクロリーク、10サンプルで走査型電子顕微鏡（SEM）評価、100サンプルでSBSを実施した。エナメル質の再石灰化の変化は、32本の歯でエネルギー分散型X線分光法（EDS）と電界放出型走査電子顕微鏡（FESEM）で評価しました。

METHODS: A total of 192 third molars were demineralized and pretreated with two concentrations of nano-HA with and without sodium hexametaphosphate (SHMP), followed by phosphoric acid etching and resin FS application. The study groups were 1) etching + FS, 2) etching + nano-HA 0.15% + FS, 3) etching + nano-HA 0.03% + FS, 4) etching + mixture of nano-HA 0.15% and SHMP 0.05% + FS, 5) etching + mixture of nano-HA 0.03% + SHMP 0.01% + FS. The laboratory tests included microleakage in 50 teeth, scanning electron microscopy (SEM) evaluation in 10 samples, and SBS in 100 samples. Enamel remineralization changes were evaluated in 32 teeth with energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and field emission scanning electron microscope (FESEM).

結果:

ナノHAは、再石灰化したエナメル質へのSBSを大きな割合で増強した。グループ2の平均SBSは、グループ1、3、4よりも有意に大きかった（すべてP<0.05）。SBSはナノHA濃度と関連していた。ナノHA 0.15%は0.03%濃度（14.2±2.1）よりも大きなSBS（16.8±2.7）をもたらした。しかし、マイクロリークに対する効果は有意ではなかった。ナノHAとSHMPの併用により，エナメル質の再石灰化が促進されたが，カルシウム（Ca）/リン酸（P）重量パーセント値は群間で有意な差は認められなかった（P>0.05）．SEM画像から，SHMPは小窩裂溝深部へのシーラントの浸透に影響を与えないことがわかった．FESEM像から，SHMPの添加により，歯面へのナノ粒子の分散が促進され，クラスターの形成が抑制されることが示された．

RESULTS: Nano-HA enhanced the SBS to remineralized enamel in a large percentage of nanoparticles. Mean SBS in group 2 was significantly greater than in groups 1, 3 and 4 (all P < 0.05). SBS was related to nano-HA concentration: nano-HA 0.15% yielded greater SBS (16.8 ± 2.7) than the 0.03% concentration (14.2 ± 2.1). However, its effect on microleakage was not significant. Nano-HA with or without SHMP led to enhanced enamel remineralization; however, the Calcium (Ca)/Phosphate (P) weight percent values did not differ significantly between the groups (P > 0.05). SEM images showed that SHMP did not affect sealant penetration into the deeper parts of fissures. FESEM images showed that adding SHMP led to increased nanoparticle dispersal on the tooth surface and less cluster formation.

結論:

超保存的アプローチ（nano-HA 0.15%とSHMPの併用）とFSは、脱灰したエナメル質の小窩裂溝を封鎖するための歯科における最小限の介入と考えることができそうである。

CONCLUSIONS: The ultraconservative approach (combining nano-HA 0.15% and SHMP) and FS may be considered a minimal intervention in dentistry to seal demineralized enamel pits and fissures.