レーザー誘起キャビテーションを用いた次亜塩素酸ナトリウム溶液濃度を低下させた潅流は、ラット根管内バイオフィルムモデルにおいて有効かつ安全である

Irrigation with reduced sodium hypochlorite solution concentration using laser-induced cavitation is effective and safe in rat intraradicular biofilm model.

抄録

本研究では、歯冠レーザー活性化潅流法（CLAI）を用いて、根管周囲炎を刺激することなく根管バイオフィルムを効果的に除去するための最適な次亜塩素酸ナトリウム溶液（NaOCl）濃度を検討することを目的とした。さまざまな濃度のNaOClとCLAIを併用した場合のバイオフィルムの除去効果を比較するために、in vivoの根管内バイオフィルムラットモデルを用いた。根管にはEr:YAGレーザーと5％または0.5％のNaOClを照射した。CLAIのバイオフィルム除去効果を、走査型電子顕微鏡（SEM）および定量的ポリメラーゼ連鎖反応（qPCR）を用いて従来の針潅注と比較した。CLAIに関連した歯周炎の組織学的観察も行った。SEM観察の結果、5％および0.5％CLAI群ともに象牙細管の開口とバイオフィルムの除去が認められた。qPCR分析の結果、洗浄後の残存細菌数は5％および0.5％CLAI群で従来の針潅注群および陽性コントロール群よりも有意に少なく（Tukey検定、p＜0.05）、5％CLAI群と0.5％CLAI群では有意差は認められなかった（p＞0.05）。5％CLAI群では、膿瘍形成を伴う著しい好中球およびリンパ球浸潤を含む最も重篤な周囲炎症が認められたが、0.5％CLAI群では軽度の血管拡張が認められたのみであった。CLAIは、化学的作用とは無関係にバイオフィルムを除去できるため、高濃度のNaOClに伴うリスクを回避できる。したがって、この根管灌流法は安全性と有効性を保証するものであり、根管内バイオフィルムの除去を目的とした新たな治療戦略への貢献が期待される。

This study aimed to investigate the optimal sodium hypochlorite solution (NaOCl) concentration to effectively remove the root canal biofilm without stimulating periradicular inflammation using coronal laser-activated irrigation (CLAI). To compare the efficacy of different NaOCl concentrations combined with CLAI in removing the biofilm, an in vivo intraradicular biofilm rat model was used. Root canals were irrigated using an Er:YAG laser with either 5% or 0.5% NaOCl. Biofilm removal efficacy of CLAI was compared to that of conventional needle irrigation using scanning electron microscopy (SEM) and quantitative polymerase chain reaction (qPCR). Histological observation of CLAI-associated periradicular inflammation was also conducted. In both the 5% and 0.5% CLAI groups, SEM observation showed the opening of the dentin tubules and biofilm removal. qPCR analysis indicated that the residual bacteria counts after cleaning were significantly lower in the 5% and 0.5% CLAI groups than in the conventional needle irrigation and positive control groups (Tukey test, p < 0.05), and no significant difference was observed between the 5% and 0.5% CLAI groups (p > 0.05). Periapical inflammation in the 5% CLAI group revealed the most severe, including significant neutrophilic and lymphocytic infiltration with abscess formation, while only mild vasodilation was observed in the 0.5% CLAI group. CLAI can remove the biofilm independently of chemical action, which avoids the risks associated with high NaOCl concentrations. Therefore, this root canal irrigation technique ensures safety and effectiveness, promising to contribute to new treatment strategies intended to remove intraradicular biofilm.