二次う蝕の発生を促進するin vitroの微生物モデル

Microbiological models for accelerated development of secondary caries in vitro.

抄録

目的:

本研究は、二次う蝕の発生を促進し、再現性を高めるために設計された開放系と閉鎖系の 2 つの in vitro 微生物モデルの有効性を比較することを目的とした。

OBJECTIVES: The current study aimed to compare the efficacy of two in vitro microbiological models based on open and closed systems designed to obtain secondary caries in an accelerated and reproducible way.

方法:

ヒト臼歯部16本の標準的なクラスII窩洞（n=4/歯，歯頚部縁は象牙質）を，従来のレジンベースコンポジット（RBC - Majesty ES-2; クラレ，日本）およびレジンモディファイドグラスイオンマーセメント（RMGIC - Ionolux; VOCO，ドイツ）を用いて修復した．Streptococcus mutansバイオフィルムによる二次う蝕の生成能は，オープンサイクルまたはクローズドサイクルのバイオリアクターを用いて試験した（n=8検体/モデル）．マイクロCT（Skyscan 1176，解像度9μm，80kV，300mA）を用いて，バイオフィルム暴露前後の標本をスキャンした．画像再構成を行い、修復物マージンおよび1.0mmの距離で脱灰深度（µm）を評価した。

METHODS: A conventional resin-based composite (RBC - Majesty ES-2; Kuraray, Japan) and a resin-modified glass-ionomer cement (RMGIC - Ionolux; VOCO, Germany) were used to restore standardized class II cavities (n = 4/tooth, cervical margin in dentin) in 16 human molars. The ability to produce secondary caries with Streptococcus mutans biofilms was tested using either an open-cycle or closed-cycle bioreactor (n = 8 specimens/model). Specimens were scanned before and after the biofilm exposure using micro-CT (Skyscan 1176, 9 µm resolution, 80 kV, 300 mA). Image reconstruction was performed, and demineralization depths (µm) were evaluated at the restoration margins and a distance of 1.0 mm.

結果:

すべての試料で象牙質の脱灰が，50%の試料でエナメル質の脱灰が観察された．オープンシステム・バイオリアクターでは，全体の脱灰深度が有意に高い病変が得られた（p < 0.001）．しかし，修復物辺縁から1.0mmの距離での脱灰深度は，オープンシステム，クローズドシステム，材料のいずれでも差がなかった．オープンシステムでは，RBCよりもRMGICの近傍で有意に低い脱灰深度が観察されたが（p < .001），クローズドシステムでは有意差はなかった（p=.382）．

RESULTS: Dentin demineralization could be observed in all specimens, and enamel demineralization in 50% of the specimens. The open system bioreactor produced lesions with significantly higher overall demineralization depths (p < .001). However, demineralization depths at a 1.0 mm distance from the restoration margins showed no difference between open and closed systems or materials. In the open system, significantly lower demineralization depths were observed in proximity to RMGIC than RBC (p < .001), which was not significantly different in the closed system (p = .382).

結論:

両システムとも in vitro で二次う蝕を加速度的に発生させた．しかし，オープンサイクル・バイオリアクターシステムでは，RBCとは対照的にRMGIC材料が発揮する齲蝕保護活性が確認され，材料の臨床的挙動をよりよく模擬することができた．

CONCLUSIONS: Both systems produced in vitro secondary caries in an accelerated way. However, the open-cycle bioreactor system confirmed the caries-protective activity exerted by the RMGIC material in contrast to the RBC, better simulating materials' clinical behavior.

臨床的意義:

二次う蝕の発生をin vitroで加速・再現できることは、従来の歯科修復材料の挙動を検証する上で基本的なことである。このようなシステムは、臨床研究と比較して、歯科修復材料の性能に関して、後者の重要性にもかかわらず、より迅速に結果を提供することができる。

CLINICAL SIGNIFICANCE: The possibility of obtaining accelerated and reproducible secondary caries development in vitro is fundamental in testing the behavior of conventional and yet-to-come restorative dental materials. Such systems can provide faster outcomes regarding the performance of dental restorative materials compared to clinical studies, notwithstanding the importance of the latter.