生体活性ガラス系根管シーラーが歯根破折抵抗能に及ぼす影響

Effect of a bioactive glass-based root canal sealer on root fracture resistance ability.

抄録

背景・目的:

歯内療法を行った歯の歯根破折抵抗性は著しく低下し、破折しやすくなる。本研究では，生体活性ガラス（BG）をベースとした新規根管シーラーが歯根破折抵抗性に及ぼす影響を評価し，そのメカニズムを探ることを目的とした．

BACKGROUND/PURPOSE: The root fracture resistance of endodontically treated teeth is decreased significantly, and it is more likely to fracture. This study aimed to evaluate the effect of a novel root canal sealer based on bioactive glass (BG) on root fracture resistance and explore its mechanism.

材料と方法:

生体活性ガラス（10.8% PO, 54.2% SiO, 35% CaO, mol.%、PSC と命名）、ジルコニア（ZrO）粉末、アルギン酸ナトリウム（SA）、リン酸水溶液（PS）を混合し、BG 系根管シーラー（BG シーラー）を作製した。pHメーターを用いて、BGシーラーに浸漬した後の模擬体液（SBF）のpHを時間を変えて測定した。直径4mm、高さ6mmのBGシーラーのサンプルを作製した後、万能試験機を用いて圧縮強度を試験した。走査型電子顕微鏡（SEM）およびエネルギー分散型X線分光法（EDS）を用いて，BGシーラーを充填した根管システムのミネラル状態を検出・分析した．BGシーラーの押し出し接着強さの測定には押し出し試験を用いた．BGシーラーを充填した根管の破折抵抗性は，圧縮負荷試験によって検出した．バイオセラミック根管シーラーiRoot SPをコントロール群とした。

MATERIALS AND METHODS: The BG-based root canal sealer (BG Sealer) was prepared by mixing a kind of bioactive glass (10.8% PO, 54.2% SiO, 35% CaO, mol.%, named PSC), zirconia (ZrO) powder, sodium alginate (SA) and phosphate solution (PS). A pH meter was used to measure the pH of simulated body fluid (SBF) after immersion with BG Sealer at different time. After preparing the samples of BG sealer with a diameter of 4 mm and a height of 6 mm, the compressive strength was tested by a universal testing machine. The scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) were used to detect and analyze the mineral status of root canal systems filled with BG Sealer. The push out test was used to measure the push out bond strength of BG Sealer. The fracture resistance of root canals filled with BG Sealer was detected by the compressive loading test. Bioceramic root canal sealer iRoot SP was set as the control group.

結果:

(1) 物理化学的性質BGシーラーを浸漬したSBFのpHは7.68までわずかに上昇したが，iRoot SPを浸漬したSBFのpHは12.08まで上昇した．圧縮強度は4.62±1.70MPaであり，iRoot SPよりも低かった（<0.05）。(2) ミネラリゼーションSBFに4週間浸漬したBGシーラーおよびiRoot SPの表面にハイドロキシアパタイト層が観察された。BGシーラー、iRoot SPともに象牙細管内に浸透し、根管の形態をよく複製し、ハイドロキシアパタイト層を形成することができた。(3）象牙質への接着性新規BGシーラーとiRoot SPの押し出し接着強さに有意差はなかった（＞0.05）。(4)耐破折性SBFに4週間浸漬後，BGシーラーおよびiRoot SPを充填した歯根の破折抵抗は，それぞれ454.16±155.39Nおよび445.50±164.73Nであった．73Nであり、いずれも未調製・未充填の歯根（394.07±62.12N）と統計学的な差はなかった（＞0.05）が、調製・未充填の歯根（235.36±83.80N）よりは高かった（＜0.05）。

RESULTS: (1) Physicochemical properties: The pH value of SBF immersed with BG Sealer increased slightly up to 7.68, while the pH of SBF immersed with iRoot SP increased to 12.08. The compressive strength of the novel BG Sealer was 4.62 ± 1.70 MPa, which was lower than that of iRoot SP ( < 0.05). (2) Mineralization: The hydroxyapatite layers were observed on the surface of BG Sealer and iRoot SP after being immersed in SBF for 4 weeks. BG Sealer and iRoot SP were both able to penetrate into the dentin tubules, duplicate the morphology of root canals well, and form a layer of hydroxyapatite. (3) Adhesion to dentin: There was no significant difference between the push out bond strength of the novel BG Sealer and iRoot SP ( > 0.05). (4) Fracture resistance: After immersion in SBF for 4 weeks, the fracture resistance of roots filled with BG Sealer and iRoot SP was 454.16 ± 155.39 N and 445.50 ± 164.73 N, respectively, both of which were not statistically different from that of the roots unprepared and unfilled (394.07 ± 62.12 N) ( > 0.05), whereas higher than that of the roots prepared and unfilled (235.36 ± 83.80 N) ( < 0.05).

結論:

新規BGシーラーは歯根象牙質との接着性に優れ，象牙細管内に浸透してミネラルを生成し，根管治療後の歯根の破折抵抗性を向上させる．臨床応用が期待される生理活性根管シーラーである。

CONCLUSION: The novel BG Sealer has good adhesion to the root dentin, can penetrate into the dentin tubules to generate minerals, and meanwhile can improve the fracture resistance of the roots after root canal treatment. It is expected to be a bioactive root canal sealer with good clinical application prospects.