熱負荷による根管シーラーの物理化学的変化：ケイ酸カルシウム系およびエポキシ樹脂系シーラーの比較分析

Physicochemical Changes in Root-Canal Sealers under Thermal Challenge: A Comparative Analysis of Calcium Silicate- and Epoxy-Resin-Based Sealers.

抄録

はじめに:

最近開発されたバイオルートフロー、バイオルートRCS、AHプラスバイオセラミックシーラーなどのケイ酸カルシウム系シーラー（CSBS）とエポキシ樹脂系シーラー（ERBS）AHプラスの物理化学的特性に対する熱の影響を比較した。

INTRODUCTION: We compared the effects of heat on the physicochemical properties of recently developed calcium silicate-based sealers (CSBSs), including BioRoot Flow, BioRoot RCS, and AH Plus Bioceramic sealer, with those of the epoxy-resin-based sealer (ERBS) AH Plus.

方法:

ISO 6876/2012を用いて、シーラーの流動性、膜厚、硬化時間、溶解性を37℃および100℃で評価した。さらに、これらの温度でpHとカルシウムイオンの放出を評価した。さらに、高温におけるシーラーの質量変化を熱重量分析によって評価した。次に、走査型電子顕微鏡とフーリエ変換赤外分光法（FTIR）を用いて、シーラーの化学組成と成分を分析した。

METHODS: The flow, film thickness, setting time, and solubility of sealers were evaluated at 37 °C and 100 °C using ISO 6876/2012. Furthermore, pH and calcium ion release were evaluated at these temperatures. In addition, the mass change in sealers at a high temperature was assessed via thermogravimetric analysis. Then, the chemical composition and components of the sealers were analyzed using a scanning electron microscope and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR).

結果:

バイオルートフロー、AHプラスバイオセラミックおよびAHプラスは、加熱前および加熱後の流動性および膜厚の点でISO規格に適合していた。しかし、バイオルートRCSは100℃で膜厚が著しく増加した。すべてのシーラーの硬化時間は、100℃で著しく短縮された。CSBSの溶解度は3%以上であり、加熱前後の両方でISO 6876/2012規格を上回った。逆にAH Plusの溶解度は、熱条件に関係なく規格に適合していた。4週間、CSBSは37℃と100℃の両方で、AH Plusより有意に高いpHを示した。熱処理後、カルシウム放出量はバイオルートRCSとバイオルートフローで減少したが、AH Plusは処理前後で有意差を示さなかった。しかし、CSBSはいずれの温度においても、AH Plusよりも有意に高いカルシウム放出量を示した。FTIR分析により、シーラーの化学組成は高温でも変化しないことが明らかになったが、熱重量分析では、100℃でCSBSの重量が5%以上減少し、AH Plusの重量は0.005%減少した。

RESULTS: BioRoot Flow, AH Plus Bioceramic, and AH Plus complied with ISO standards in terms of flow and film thickness, both before and after heat application. However, BioRoot RCS exhibited significantly increased film thickness at 100 °C. The setting times of all sealers were significantly reduced at 100 °C. The solubility of CSBS was >3%, exceeding the ISO 6876/2012 standard, both before and after heat exposure. Conversely, the solubility of AH Plus complied with the standard, regardless of the thermal condition. For 4 weeks, CSBS showed a significantly higher pH than AH Plus at both 37 °C and 100 °C. After heat treatment, calcium release decreased in Bioroot RCS and BioRoot Flow, while AH Plus showed no significant differences before and after treatment. However, CSBS consistently exhibited significantly higher calcium release than AH Plus at both temperatures. An FTIR analysis revealed that the chemical composition of the sealers did not change at the high temperature, whereas a thermogravimetric analysis demonstrated a >5% weight reduction in CSBS and a 0.005% weight reduction in AH Plus at 100 °C.

結論:

バイオルートフロー、AHプラス・バイオセラミックおよびAHプラスは、良好な物理化学的特性を有しており、熱条件下での応用に適している。バイオルートRCSは高温下でも化学組成に変化は見られなかった。しかし、膜厚は増加し、pHと溶解性は低下した。そのため、温咬合法のように高温下で使用する場合は注意が必要である。

CONCLUSIONS: BioRoot Flow, AH Plus Bioceramic, and AH Plus possess favorable physicochemical properties, which make them suitable for application under thermal conditions. At a high temperature, BioRoot RCS did not exhibit changes in its chemical composition. However, its film thickness was increased, and pH and solubility were reduced. Therefore, caution is needed when it is applied at high temperatures, such as during the warm obturation technique.