マグネトロンスパッタリング法による銀およびビスマスナノフィルムの歯科矯正用エラストマー製リガチャーへの抗菌コーティング：実現可能性研究

Antibacterial coating of orthodontic elastomeric ligatures with silver and bismuth nanofilms by magnetron sputtering: A feasibility study.

抄録

目的:

マグネトロンスパッタリング法により、歯科矯正用エラストマーリガチャー表面に銀およびビスマスナノフィルムをコーティングすることを検討した。

OBJECTIVES: Magnetron sputtering was evaluated to equip surfaces of orthodontic elastomeric ligatures with silver and bismuth nanofilms.

材料および方法:

ストレプトコッカス・ミュータンスの付着により抗菌性を評価した。ポリウレタンをベースとしたエラストマー製結紮具に、直流マグネトロンスパッタリング法により銀およびビスマスナノフィルムをコーティングした。表面粗さ（R）と表面自由エネルギー（SFE）を評価した。付着細菌はヘキスト染色で可視化し、ATPベースの発光アッセイで定量した。一元配置分散分析とTukeyポストホックテスト、およびピアソン相関分析を行い（p<.05）、細菌付着と表面粗さおよび表面自由エネルギーとの関係を調べた。

MATERIAL AND METHODS: Antibacterial properties were evaluated by the adhesion of Streptococcus mutans. Polyurethane-based elastomeric ligatures were coated with silver and bismuth nanofilms via direct current magnetron sputtering. Surface roughness (R ) and surface-free energy (SFE) were assessed. Coated specimens were incubated with S. mutans for 2 h. Adhering bacteria were visualized by Hoechst staining and quantified by an ATP-based luminescence assay. One-way analysis of variance with Tukey post hoc testing and Pearson correlation analysis were performed (p < .05) to relate bacterial adhesion to surface roughness and surface-free energy.

結果:

エラストマー製結紮具は、銀およびビスマスナノフィルムのコーティングに成功した。Rは銀コーティングによって有意に減少した。銀およびビスマスコーティングはコントロールよりも有意に高いSFEを示した。S.ミュータンス菌の付着は銀コーティングにより有意に減少した。細菌の付着とSFEとの相関は認められなかった。細菌付着とRの相関は陽性であったが、統計学的に有意ではなかった。

RESULTS: Elastomeric ligatures were successfully coated with silver and bismuth nanofilms. R was significantly reduced by silver coating. Silver and bismuth coatings showed significantly higher SFE than controls. Adhesion of S. mutans was significantly decreased by silver coating. No correlation between bacterial adhesion and SFE was found. Correlation between bacterial adhesion and R was positive but not statistically significant.

結論:

マグネトロンスパッタリングは、歯科矯正用エラストマー結紮具に銀およびビスマスナノフィルムをコーティングするための実行可能な方法であることが証明された。エラストマー製結紮具の銀コーティングは、矯正患者のホワイトスポットやう蝕病変を減少させる可能性がある。コーティングを安定化させるための今後の研究が必要である。

CONCLUSIONS: Magnetron sputtering proved to be a feasible method to equip orthodontic elastomeric ligatures with silver and bismuth nanofilms. Silver coatings of elastomeric ligatures may reduce white spots and carious lesions in orthodontic patients. Future research is required to stabilize coatings.