歯科材料の機械的特性に及ぼす無機ナノ粒子の影響。叙述的レビュー

Influence of inorganic nanoparticles on dental materials' mechanical properties. A narrative review.

抄録

無機ナノ粒子は、その特性を向上させるために、従来の歯科材料に広く取り入れられてきた。しかし、ナノ粒子そのものの性質や機械的性質に及ぼす影響は多様であるため、歯科材料の機械的性質を向上させるためにナノ粒子を使用することの有効性についてのコンセンサスは得られていなかった。この論文では、ポリメチルメタクリレート、グラスアイオノマーセメント、レジンコンポジット、レジン接着剤、矯正用接着剤、歯内シーラーなど、歯科専門分野で最も一般的に使用されている歯科材料に対するさまざまな種類の無機ナノ粒子の効果を評価したすべての研究を分析的にレビューすることを試みた。その結果、これらの無機ナノ粒子は、研究対象としたほとんどの歯科材料において、それらの機械的特性を改善する積極的な可能性を示した。その可能性は、それらの無機ナノ粒子が持つ超微小サイズとユニークな物理的・化学的特質、さらに体積に対する表面積の大きな比率に起因していた。この包括的な分析から、ナノ粒子の種類、形状、および組み込まれる歯科材料が多様であるため、決定的な推奨を提供することはできないが、凝集の問題を最小限に抑え、その特性の恩恵を受けるために、シランカップリング剤とともに1重量％未満の低濃度のナノ粒子を使用することを示唆するとのコンセンサスが得られた。

Inorganic nanoparticles have been widely incorporated in conventional dental materials to help in improving their properties. The literature has shown that incorporating nanoparticles in dental materials in different specialties could have a positive effect on reinforcing the mechanical properties of those materials; however, there was no consensus on the effectiveness of using nanoparticles in enhancing the mechanical properties of dental materials, due to the variety of the properties of nanoparticles itself and their effect on the mechanical properties. This article attempted to analytically review all the studies that assessed the effect of different types of inorganic nanoparticles on the most commonly used dental materials in dental specialties such as polymethyl methacrylate, glass ionomer cement, resin composite, resin adhesive, orthodontic adhesive, and endodontic sealer. The results had shown that those inorganic nanoparticles demonstrated positive potential in improving those mechanical properties in most of the dental materials studied. That potential was attributed to the ultra-small sizes and unique physical and chemical qualities that those inorganic nanoparticles possess, together with the significant surface area to volume ratio. It was concluded from this comprehensive analysis that while a definitive recommendation cannot be provided due to the variety of nanoparticle types, shapes, and incorporated dental material, the consensus suggests using nanoparticles in low concentrations less than 1% by weight along with a silane coupling agent to minimize agglomeration issues and benefit from their properties.