アライナーアタッチメント表面における各種歯ブラシの研磨能に関する試験管内研究

An In Vitro Study of the Abrasive Potential of Various Toothbrushes on the Surface of Aligner Attachments.

抄録

背景 アライナー矯正治療において、アタッチメントは重要な役割を担っている。第一に、装置を保持することによって、第二に、アタッチメントの活性表面によって歯の移動をもたらし、治療目標を達成する。さらに、アタッチメント表面の凹凸は、プラークの付着を誘引する。したがって、アタッチメント表面に対する異なる歯ブラシによるブラッシングの影響は、研究すべき重要な要素である。これにより、臨床医はアライナー治療を受ける患者により良いアドバイスをすることができる。市販の歯ブラシには、ハード、ミディアム、ソフト、ウルトラソフトの4種類がある。本研究では、歯ブラシがアライナーアタッチメントに与える影響を理解するために、使用する歯ブラシの種類とアライナーアタッチメント表面の摩耗との相互作用を分析する。目的 歯ブラシの毛の硬さを4種類（ウルトラソフト、ソフト、ミディアム、ハード）に変えてブラッシングした際のアライナーアタッチメントの表面の摩耗と形状の変化を6ヶ月から3年にわたり観察する。材料と方法 1本のアタッチメントを抜去した小臼歯の頬側表面に接着した。アタッチメントを装着した歯1本をSEM分析に供し、残りは使用する歯ブラシの種類によって5本ずつ4群に分けた。硬い歯ブラシ、中程度の歯ブラシ、柔らかい歯ブラシ、超柔らかい歯ブラシによるブラッシングを、ブラッシングシミュレーターを用いて、6ヶ月、1年、18ヶ月、3年のブラッシングを2サイクルでシミュレートした。接触式粗さ計を使用してブラッシング前後の表面粗さを評価し、前後の表面粗さの値を比較して変化を定量化した後、SEM分析を行って試料表面の定性的評価を行った。データの正規性を評価するためにShapiro-Wilks検定が適用され、続いて一元配置分散分析が行われ、統計的有意性はp<0.05で適用された。結果 半年後では、中くらいの歯ブラシで磨いた試料の表面粗さが最も小さく（0.2±0.192）、超柔らかい歯ブラシで磨いた試料の表面粗さが最も大きかった（1.9±0.159）。1年後では、軟らかい歯ブラシで磨いた試料の表面粗さが最も小さく（0.46±0.31）、超軟らかい歯ブラシで磨いた試料の表面粗さが最も大きかった（2.12±0.12）。1.5年時点では、試料の表面粗さは超ソフト歯ブラシ群で最も小さく（0.43±0.39）、ソフト歯ブラシ群で最も大きかった（1.6±0.41）。3年後の時点では、試料の表面粗さは超やわらか歯ブラシ群で最も低く（0.28±0.17）、中くらいの歯ブラシ群で最も高かった（1.6±0.31）。結論 超柔らかい歯ブラシは、6ヵ月間と1年間の表面粗さ値が高いことからわかるように、高い研磨能力を有する。形態学的変化は、硬い毛の歯ブラシと中程度の毛の歯ブラシでブラッシングされたアタッチメントで最も顕著であった。

Background Attachments play a vital role in aligner-led orthodontic therapy, first passively through retention of the appliance and secondly, through bringing about tooth movement, by virtue of its active surfaces, to achieve treatment goals. Additionally, irregularities on the surface of attachments attract plaque adhesion. Thus the effect of brushing with different toothbrushes on the surface of attachments is an important factor to study. This would allow clinicians to better advise patients who are undergoing aligner therapy. Four types of brushes are available commercially, namely hard, medium, soft, and ultra-soft. This study analyses the interaction between the kind of toothbrush used and the wear of the surface of the aligner attachment, to understand the impact of a toothbrush on the attachment. Aim To observe the surface wear and change in the shape of the aligner attachment on brushing with four varying hardness of toothbrush bristle (ultra-soft, soft, medium, and hard) over six months to three years. Material and methods One attachment was bonded to the buccal surface of extracted premolars. One tooth with attachment was subjected to SEM analysis and the rest were divided into four groups of five teeth each, based on the type of toothbrush to be used. Brushing with hard, medium, soft, and ultra-soft toothbrushes was carried out in a brushing simulator in two cycles simulating six months, one year, 18 months, and three years of brushing. A contact profilometer was used to evaluate surface roughness before and after brushing and pre- and post-surface roughness values were compared to quantitate changes after which SEM analysis was carried out for qualitative assessment of the surface of the samples. The Shapiro-Wilks test was applied to evaluate the normality of the data, followed by the one-way ANOVA, and statistical significance was applied at p<0.05. Results At six months, the samples brushed with the medium toothbrush showed the least surface roughness (0.2±0.192) and those brushed with the ultra-soft toothbrushes showed the highest surface roughness (1.9±0.159). At one year, the samples brushed with the soft toothbrush showed the least surface roughness (0.46 ±0.31) and those brushed with the ultra-soft toothbrushes showed the highest surface roughness (2.12 ±0.12). At the 1.5-year point, the surface roughness of the samples was lowest in the ultra-soft toothbrush group (0.43±0.39) and the highest in the soft toothbrush group (1.6± 0.41). At the three-year point, the surface roughness of the samples was lowest in the ultra-soft toothbrush group (0.28 ± 0.17) and the highest in the medium toothbrush group (1.6 ± 0.31). Conclusion Ultra-soft toothbrushes have a high abrasive potential, as seen by higher surface roughness values over six months and one year. Morphometric changes were the most noticeable for attachments brushed by hard-bristled toothbrushes and medium-bristled brushes.