1問1答 論文 保存修復

Er:YAGで削った乳歯は、バーより接着が弱い?——抜去乳臼歯の実験室研究で、せん断接着強さはバー+エッチングが最も高かった

1問1答 論文 保存修復

保存修復|乳歯・Er:YAGレーザー・せん断接着強さ。抜去乳臼歯を使った実験室研究(Bahrololoomi, Kabudan, Gholami 2015・Journal of Dentistry (Tehran))

レーザーなら麻酔の注射を減らせて、タービンの圧・振動・音もない——小児の保存治療でレーザー形成に期待する声は少なくありません。一方で、乳歯はもともと永久歯よりレジンが接着しにくいとされます。では、Er:YAGレーザーで削った乳歯の面に、コンポジットレジンはどれだけ接着するのか。イランの研究グループが、抜去した乳臼歯75本(150試料)で、バーとレーザーによる形成を比べました。著者らの結論は、エナメル質でも象牙質でも、レーザーによる形成はバーによる形成より、せん断接着強さを低くした、というものです。

論文
Effect of Er:YAG Laser on Shear Bond Strength of Composite to Enamel and Dentin of Primary Teeth
著者
Zahra Bahrololoomi, Mona Kabudan, Leila Gholami(シャヒード・サドゥーギー医科大学 歯学部 小児歯科学講座 ほか・イラン)
掲載
Journal of Dentistry (Tehran) 2015;12(3):163-170
種類
実験室研究(in vitro)。頬側・舌側面が健全な抜去乳臼歯75本を近遠心的に二分して150試料とし、エナメル質3群・象牙質3群にランダムに割り付け、サーモサイクル後にせん断接着強さを測定(第2著者の学位論文にもとづく)
PMID
26622267

レーザーで削った乳歯に、レジンはつく?

小児の保存治療でレーザーに期待されるのは、麻酔の注射を減らせる、タービンの圧・振動・音がない、形成が保存的、といった点です。著者らも、このうち注射・快適さ・圧や音の3つは、子どもの行動管理にとって大事だと書いています。

一方で、乳歯は永久歯よりレジンの接着強さが低いとされます。エナメル質と象牙質が薄い、象牙細管が細い、ミネラル含有量が低い、といった違いのためです。そこへ「レーザーで削った面」の接着がどうなるかは、報告が割れていました。スミア層がとれて粗い面になるので接着は上がるという主張もあれば、バーのほうが勝るという報告もあります。乳歯での情報は少なかった、というのが著者らの出発点です。

結論を先に言うと、この研究ではエナメル質でも象牙質でも、レーザーで形成した面の接着強さはバーより低い結果でした。リン酸エッチングを足しても、バーには届きませんでした。

抜去乳臼歯で、6つの群を比べた実験

対象:頬側・舌側面が健全な抜去乳臼歯(第一・第二)75本。近遠心的に二分して150試料。
群:エナメル質・象牙質それぞれで、3群にランダムに割り付け。①バーで形成+37%リン酸エッチング②レーザーで形成+エッチング③レーザーで形成のみ(エッチングなし)
形成:表面を0.5 mm削る。レーザーはEr:YAG(波長2.94 μm)で、エナメル質300 mJ・象牙質200 mJ、10 Hz、注水7 mL/分、面から17 mm離した非接触照射。
接着:Single Bond 2 と Z250(3M ESPE)。エッチングはエナメル質20秒、象牙質10秒。
評価:37℃の生理食塩水に1日浸けたあと、サーモサイクル1000回(5〜55℃)を経て、せん断接着強さを測定。試験前にエッチングなしのレーザー群から試料が抜け(エナメル質2・象牙質4)、計144試料で測りました。

結果:バー+エッチング > レーザー+エッチング > レーザーのみ

0 8 16 24 せん断接着強さ (MPa) 18.17 14.53 14.13 10.69 4.89 3.53 バー+エッチング レーザー+エッチング レーザーのみ エナメル質 象牙質 濃い棒=エナメル質、淡い棒=象牙質。原著の表2の平均値(サーモサイクル1000回後)。試料数はエナメル質25・25・23、象牙質25・25・21
各群のせん断接着強さの平均(原著の表2をもとに作図・サーモサイクル後)

エナメル質では、バー+エッチングが18.17 MPa、レーザー+エッチングが14.13 MPa、レーザーのみが4.89 MPa。象牙質では、それぞれ14.53、10.69、3.53 MPaでした。どちらの組織でも3群の差は有意で(P<0.001)、高い順番も同じでした。

エナメル質と象牙質を比べると、同じ処理ならエナメル質のほうが有意に高い値でした。例外はエッチングなしのレーザー群で、エナメル質4.89 MPaと象牙質3.53 MPaのあいだに有意差はありませんでした。

0 40 80 120 バー+エッチングを100とした相対値 100 100 78 74 27 24 バー+エッチング レーザー+エッチング レーザーのみ エナメル質 象牙質 濃い棒=エナメル質、淡い棒=象牙質。原著の表2の平均から筆者が計算(例:14.13÷18.17×100≒78)。原著が示した値ではない
バー+エッチングを100としたときの相対値(原著の表2の平均から筆者が計算)

表2の平均から計算すると、エッチングを併用したレーザー群はバー群より、エナメル質で約22%、象牙質で約26%低い値です。エッチングなしのレーザー群は、バー群の約4分の1(エナメル質27%・象牙質24%)にとどまりました。

なぜレーザー面は接着しにくいのか(著者らの考察)

著者らがEr:YAGを選んだのは、ほかのレーザーより歯への熱の影響が小さく、波長がハイドロキシアパタイト・コラーゲン・水の吸収ピークに一致するためです。そのうえで、接着が低かった理由として、先行研究をもとに次の説明を挙げています(この研究自体は、削った面の顕微鏡観察をしていません)。

・パルス照射のため、エッチングされたような模様が不規則になり、面は粗くても有効なアンダーカットができにくい
・照射で面のカルシウム・リン比が上がり、炭酸・リン比が下がって、酸に溶けにくい構造になる
・象牙質では、削る過程でコラーゲン線維が融合して線維間の隙間が減り、象牙細管の開口もふさがれて、レジンが入り込みにくくなる

エッチングなしのレーザー群が、エナメル質でも象牙質でも同じように低かったことから、著者らはレーザー単独では十分な接着強さは得られず、レーザーで形成するならリン酸エッチングの併用が欠かせないと考察しています。

一方、結果が食い違った先行研究もあります。乳歯のエナメル質で調べたRosimeyriらは、エルビウムレーザーはエナメル質の前処理として適した選択肢になりうる、としていました。著者らはこの違いの理由として、歯の種類(乳犬歯)とレーザーの出力(60〜100 mJ)の違いを挙げています。また、レーザー群の接着強さは水中保管期間やサーモサイクルの条件にバー群より左右されやすく、テクニックセンシティブだという研究も紹介しています。

明日の臨床へ

この研究の条件(健全な抜去乳臼歯の平らな面・1通りのレーザー条件)で見えたことは3つです。
①接着強さだけで比べれば、バー形成+エッチングが最も高い値でした。エナメル質でも象牙質でも同じ順番です。
②レーザーで形成するなら、エッチングを省かない。エッチングなしの群は、バー群の約4分の1でした。著者らもエッチングの併用が欠かせないと考察しています。
③レーザーの利点と、接着強さの差をてんびんにかける。エッチングを足したレーザー群の差は約2〜3割(表2の平均から計算)。この差が、口の中での脱落や辺縁の問題にどう表れるかは、この研究からは分かりません。
補足(筆者の読み):レーザーの出力や照射距離が変われば面の性状も変わりうるので、結果はこの設定に限った話です。著者らも、ほかのレーザーや照射条件での研究を勧めています。

ここだけ、冷静に補助線

読むときの補助線:第一に、抜去した乳臼歯を使った実験室研究で、健全な頬側・舌側面を平らに0.5 mm削った面での測定です。う蝕のある歯や実際の窩洞、口の中での修復の成績は調べていません。第二に、レーザー条件・接着システム(Single Bond 2)・コンポジット(Z250)はそれぞれ1種類です。(筆者補足)Single Bond 2 はリン酸エッチングを前提とする接着材なので、「エッチングなし」群は、その材料をエッチングせずに使った条件です(セルフエッチ型の接着材は比べていません)。第三に、破壊様式(接着破壊か凝集破壊か)は評価しておらず、著者ら自身が今後の課題に挙げています。第四に、群どうしの個別比較にどの多重比較法を使ったかの記載がなく、表の数字にも整合しにくいもの(エナメル質のレーザー+エッチング群の最小値1.08 MPaなど)があります。表2には説明のない2つ目の平均列もあり、本記事は見出しのある平均列(Mean shear bond strength)の値を用いました。それでも、「レーザーで削るなら、エッチングは省かない」という点は、エナメル質と象牙質の両方で同じ傾向として見えており、乳歯にレーザーを使うときの押さえどころになります。

今日のひとこと

乳歯のエナメル質でも象牙質でも、Er:YAGレーザーで削った面のせん断接着強さは、バー+エッチングより低かった(著者らの結論)。エッチングなしでは最も低く、著者らはレーザーを使うならエッチングを省かないよう考察している。健全な抜去乳臼歯での実験室研究で、口の中での修復の成績は調べていない。

Bahrololoomi Z, Kabudan M, Gholami L. Effect of Er:YAG Laser on Shear Bond Strength of Composite to Enamel and Dentin of Primary Teeth. J Dent (Tehran). 2015;12(3):163-170. PMID: 26622267
本記事は論文の要点を医療従事者向けにまとめた解説です。臨床判断は原著と最新のエビデンスをご確認ください。