1問1答 論文 エンド

歯を弱めているのは根管治療か、それとも窩洞か

1問1答 論文 エンド

エンド|「失活歯は割れやすい」を、処置ごとの剛性低下率に分解した研究。抜去した上顎第二小臼歯42本にひずみゲージを貼り、同じ歯で処置を1段階ずつ進めながら相対剛性を測り続けた(Reeh・Messer・Douglas 1989・J Endod)

根管治療した歯は割れやすい、だから咬頭を覆う——この順番の根拠は、長く「失活して歯がもろくなるから」に置かれてきました。しかしミネソタ大学のReehらは、そこを疑います。当時すでに、根管治療歯の象牙質はビッカース硬さで差がなく(1981年)、パンチせん断でも低下は14%どまり(1983年)と報告されていました。もろさで説明がつかないなら、犯人は別にいるのではないか。そこで彼らが取った方法が、破壊せずに同じ歯を何度も測るという設計です。抜去した健全な上顎第二小臼歯42本の頬側・舌側のセメントエナメル境直上にひずみゲージを接着し、2 mmの歯根を露出させてナイロンリングに植立。サーボ油圧試験機で毎秒37 Nずつ3秒かけて増やし、最大111 N(生理的な咬合力の範囲内)まで非破壊で負荷して、処置の前後で咬頭のひずみを測り続けました。未処置の歯を1.00とした相対剛性なので、1本1本が自分自身の対照になります。処置の順序は2通り。①未処置→髄腔開拡→拡大形成→根管充填→MOD窩洞、②未処置→咬合面窩洞→2面窩洞→MOD窩洞→髄腔開拡→拡大形成→根管充填。結果は明快でした。健全歯に根管処置だけを行っても相対剛性は0.944・0.948・0.957とほとんど動かず、低下はわずか約5%。しかも低下は髄腔開拡の時点で生じ、拡大形成と根管充填はそれ以上剛性を落としませんでした。対して咬合面窩洞だけで20%、辺縁隆線を1つ失う2面窩洞で46%、MOD窩洞では63%の低下。MOD窩洞を作った歯に根管処置を追加しても、下がり幅はやはり約5%(0.373→0.330)で、順序を入れ替えても結論は同じでした。著者らの結論は「辺縁隆線が保たれている歯では、根管処置は歯を弱めない」。ただし抜去歯の上顎第二小臼歯のみ、修復物を入れた後の回復は評価しておらず、経時的な変化も設計上追えていません。

論文
Reduction in Tooth Stiffness as a Result of Endodontic and Restorative Procedures
著者
Ernest S. Reeh、Harold H. Messer、William H. Douglas(ミネソタ大学歯学部・米国ミネアポリス)
掲載
Journal of Endodontics 1989;15(11):512-516
種類
抜去ヒト歯を用いた非破壊の逐次負荷試験(in vitro・各歯が自分自身の対照)。透過光・視診・X線で選別した健全な上顎第二小臼歯42本を、チモール水中で個別保存し、脱水しないよう配慮して使用。ひずみゲージ(CEA-06-032UW-120)を、37%リン酸60秒のエッチング後に頬側・舌側のセメントエナメル境直上へ接着し、エナメルボンドレジン3層で被覆。歯根を2 mm露出させた状態で2本ずつナイロンリングに透明レジンで植立(1本は温度変化を相殺する補償用)。サーボ油圧試験機(MTS 858)で、直径6.3 mmの鋼球を咬頭斜面の接触点に当て、毎秒37 Nで3秒間の負荷と除荷=最大111 N(ヒトの生理的咬合力の範囲内)を各段階で5回ずつ繰り返し、応力ひずみ曲線を記録。相対剛性=未処置時の最大ひずみ÷当該処置時の最大ひずみ(未処置=1.00の無次元値)。処置順序は2系列=①未処置→髄腔開拡→拡大形成→根管充填→MOD窩洞(n=5)、②未処置→咬合面窩洞→2面窩洞→MOD窩洞→髄腔開拡→拡大形成→根管充填(n=27〜37)。エンド=最初に緊密になったファイルより3サイズ大きく、最低でも#30まで拡大。#20到達後にGates Glidden #2・#3で根管長の2/3・1/3をプレフレア。根尖1/3を側方加圧、残りをMcSpadden変法でバックフィルし、頬側セメントエナメル境の高さまで除去して垂直加圧。修復=主発育溝へ延長した蝶形の咬合面窩洞(峡部幅は咬頭間距離の約1/3)→DOまたはMOの2面窩洞(歯肉側にエナメル質約1 mm・軸側の深さ1.5 mm)→MOD窩洞。解析は対数変換後に一元配置分散分析(p<0.001)とBonferroni法によるt検定。米国歯内療法学会第45回学術大会の大学院生発表で1位を受賞した研究
PMID
2639947

髄腔開拡は、歯をどれだけ弱めているのか

根管治療した歯は割れやすい。だから咬頭を覆う。この判断そのものを疑う人はほとんどいません。ただ、その理由を「歯が失活してもろくなるから」と説明するとき、髄腔開拡という穴そのものが、どれだけ歯の強さを奪っているのかを数字で言える人は多くないはずです。

1989年、ミネソタ大学のReeh・Messer・Douglasは、そこを1段階ずつ測り分けました。結論を先に言います。根管処置が奪った剛性はわずか5%。しかもその全量が髄腔開拡によるもので、拡大形成と根管充填はそれ以上剛性を落としませんでした。一方でMOD窩洞は63%を奪いました。桁が違います。

「もろくなる」で説明がつかなくなっていた

当時すでに、「失活するともろくなる」説には綻びが見え始めていました。1981年のLewinsteinとGrajowerは、最長10年前に根管治療された歯の象牙質をビッカース硬さで測り、生活歯と差がないと報告しています。1983年のCarterらのパンチせん断試験でも、低下は14%どまりでした。統計的には有意でも、破折という劇的な結末を説明するには小さすぎる数字です。

一方、修復処置の側の研究は逆の方向を指していました。Mondelliら(1980年)とLarsenら(1981年)は、歯質を削るほど歯は弱くなり、峡部が広いほど破折抵抗が落ちることを示しています。辺縁隆線を保つこと、峡部を狭く保つことが効く、という指摘も出ていました(Wendtら 1987年ほか)。

ただし、こうした研究の多くは破壊試験です。壊すまで荷重をかける方法には2つの弱点があります。ひとつは、1本の歯で1つの処置しか試せないこと。もうひとつは、歯ごとの形態差が大きいため、群間差を出すには大量の検体が要ることです。「髄腔開拡とMOD窩洞、どちらがどれだけ悪いのか」を同じ物差しで比べるには、別の方法が要りました。

今回の一手:壊さずに、同じ歯を何度も測る

著者らが使ったのは、ひずみゲージと非破壊の繰り返し負荷です。1本の歯が、自分自身の対照になる——これがこの研究の設計上の核心です。

設計:透過光・視診・X線で選んだ健全な上顎第二小臼歯42本の、頬側と舌側のセメントエナメル境直上にひずみゲージを接着。歯根を2 mm露出させた状態(健全な歯槽骨の支持を模した)でナイロンリングに植立し、隣に温度変化を相殺するための補償用の歯をもう1本並べる。サーボ油圧試験機で直径6.3 mmの鋼球を咬頭斜面に当て、毎秒37 Nで3秒=最大111 Nまで負荷して除荷する。この荷重はヒトの生理的な咬合力の範囲内で、歯は壊れない。各段階で5回ずつ繰り返し、疲労が起きていないことも確認している。

評価指標は相対剛性です。未処置の状態での最大ひずみを、その処置段階での最大ひずみで割った無次元の値で、未処置=1.00。1を下回るほど咬頭がたわみやすくなった=剛性が落ちたことを意味します。歯ごとの形の違いが最初に割り算で消えるので、少ない検体数でも差が見えます。

処置の順序は2系列を組みました。①エンドが先=未処置→髄腔開拡→拡大形成→根管充填→MOD窩洞(n=5)。②修復が先=未処置→咬合面窩洞→2面窩洞→MOD窩洞→髄腔開拡→拡大形成→根管充填(n=27〜37)。順序を入れ替えた2系列を持つことで、「エンドの寄与」が順番に左右されるかどうかまで検証できます。

窩洞も現実的です。咬合面窩洞は主発育溝へ延長した蝶形で、峡部幅は咬頭間距離の約3分の1。2面窩洞(DOまたはMO)は歯肉側にエナメル質を約1 mm残し、軸側の深さ1.5 mm。修復処置を先に行った歯では、髄腔開拡と隣接面窩洞の間に0.75〜1 mmの象牙質の壁が残るように形成されています。

結果:5% 対 63%

処置ごとの剛性の低下率を並べると、差は一目でわかります。

0 26.7% 53.3% 80% 未処置の歯に対する剛性の低下率 5.6% 19.8% 46.4% 62.7% 根管処置(髄腔開拡) 咬合面窩洞 2面窩洞 MOD窩洞 低下率=1−相対剛性。根管処置は原著Table 1の0.944(健全歯に髄腔開拡のみ・n=5)、咬合面窩洞0.802(n=27)・2面窩洞0.536(n=27)・MOD窩洞0.373(n=37)は原著Table 2。原著本文はそれぞれ約5%・20%・46%・63%と記載。2面窩洞から先は辺縁隆線を失った状態
未処置の歯に対する剛性の低下率。根管処置だけが桁違いに小さい(原著Table 1・2の平均相対剛性から計算)

根管処置(髄腔開拡)は5.6%。それに対して咬合面窩洞だけで19.8%、辺縁隆線を1つ失う2面窩洞で46.4%、MOD窩洞で62.7%。原著本文は、これらをそれぞれ約5%・20%・46%・63%と記述しています。咬合面窩洞は、髄腔開拡のおよそ4倍の剛性を奪っていました(原著本文が丸めた20%と5%での比較。本記事が計算した19.8%と5.6%では約3.5倍)。同じ咬合面を削っているのに、です。

エンドの各段階を細かく見ると、もうひとつ重要なことがわかります。

0 0.4 0.8 1.2 相対剛性(未処置の歯=1.00) 1.000 0.944 0.948 0.957 0.311 未処置 髄腔開拡 拡大形成 根管充填 MOD窩洞 原著Table 1(健全な上顎第二小臼歯に根管処置を先に行い、最後にMOD窩洞を形成した群・n=5)。標準偏差は順に0.000/0.105/0.133/0.162/0.073。髄腔開拡から根管充填までの3段階では剛性がほとんど動かず(未処置との差は統計的に有意だが低下は約5%・p<0.05)、MOD窩洞で0.311まで落ちた(p<0.001)
健全歯に根管処置を行った群(n=5)。剛性が落ちるのは髄腔開拡の時点だけで、その後は動かない

相対剛性は髄腔開拡で0.944、拡大形成で0.948、根管充填で0.957。拡大形成も根管充填も、剛性をそれ以上落としていません。むしろ数値は微増方向で、要するに測定のばらつきの範囲内です。なお著者らは、この5%程度の低下自体は統計的に有意だった(p<0.05)とも明記しています。小さいことと、差が無いことは別だという断り方です。低下は髄腔開拡の一手で完結していました。そこへMOD窩洞を加えた瞬間、0.311まで落ちます(p<0.001)。

順序を逆にした系列でも同じでした。MOD窩洞まで作った歯(0.373)に髄腔開拡を加えると0.330、拡大形成0.337、根管充填0.317。エンドによる追加の低下はやはり約5%です。最終的な相対剛性は、エンドが先なら0.31、修復が先なら0.32。同じだけ歯質を失えば、どの順で失っても剛性は同じところに着地するという、素っ気ないほど明快な結果でした。

なぜ辺縁隆線でこれほど変わるのか

鍵は咬頭のたわみです。健全な小臼歯では、頬側咬頭と舌側咬頭は近心・遠心の辺縁隆線でつながっていて、いわば閉じた輪のかたちをしています。輪が閉じている限り、咬合力がかかっても咬頭は外へ開きにくい。ひずみゲージが拾うのは、まさにこの開きです。

髄腔開拡は、上顎第二小臼歯の場合、咬合面の中央に楕円形の穴を開けますが、辺縁隆線には手をつけません。輪は閉じたままなので、剛性はほとんど落ちない。これが5%の正体です。

一方、咬合面窩洞は同じ咬合面を削っていても主発育溝へ延長するため、辺縁隆線の領域にぐっと近づきます。著者らはこの「辺縁隆線への接近」を、髄腔開拡との4倍差の説明として挙げています。そして2面窩洞で辺縁隆線を1つ壊すと46%、MOD窩洞で2つとも壊すと63%。1面失うごとにおよそ20%ずつ剛性が減っていく計算です。閉じた輪が、開いたU字になる——そう考えると、この階段状の落ち方は納得がいきます。

著者らの結論の3番目が「辺縁隆線の喪失が、歯の強度低下への最大の寄与である」と言い切っているのは、この数字の並びからです。

明日の臨床へ:守る対象は「髄腔」ではなく「辺縁隆線」

この論文を現場に持ち帰ると、力をかける場所が変わります。

①辺縁隆線が残っている歯なら、根管処置そのものを恐れなくてよい。著者らの結論は「辺縁隆線が保たれた歯において、根管処置は歯を弱めない」。逆に言えば、すでにMOD窩洞になっている歯の脆弱性は、根管治療をする前の時点でほぼ確定しているということです。
②髄腔開拡は「必要十分」で止める価値が、数字で裏づけられる。5%は小さい。ただしそれは標準的な楕円形の外形で、辺縁隆線に手をつけなかった場合の5%です。ストレートラインアクセスのために外形を近遠心へ広げれば、そのぶん咬合面窩洞の20%側へ近づいていくと考えられます(原著は辺縁隆線への食い込みの大きさが差を説明するかもしれないと述べるにとどまり、開拡を広げた条件そのものは測っていません)。
③咬頭被覆を判断する材料を「失活かどうか」から「辺縁隆線が何本残っているか」へ移す。ただしこの研究が測ったのは生理的な荷重域でのたわみ(剛性)であって、破折そのものではありません2本残っていれば1.00〜0.80、1本失えば0.54あたり、2本とも失えば0.37——この研究が出しているのは、そういう目盛りです。

著者らも「根管治療が必要な歯の多くは、髄腔開拡だけでは済まない歯質の喪失をすでに抱えている」と書き添えています。そのうえで、可能な限り歯質を残すこと、修復のためにやむを得ない場合を除いて辺縁隆線を保つことを提言して論文を閉じています。

ここだけ、冷静に補助線

抜去した上顎第二小臼歯だけのin vitroです。著者ら自身、小臼歯からの外挿は慎重にすべきだと断ったうえで、咬頭独立性(cuspal independence)が大臼歯でも示されていることを根拠に「同じ傾向は出るはず」と述べるに留めています。大臼歯でどの程度の数字になるかは、この研究からはわかりません。

設計上、ふたつの限界が残ります。ひとつは経時変化を評価できていないこと。抜去歯を著者らは、この設計では根管治療歯の経時変化を評価できないと明記しています。つまり「年単位でもろくなるか」という問いには、この研究は答えていません。著者らも「時間とともに脆弱性が意味のある寄与をするようにならない限り、エンドは臨床的破折の主因とは考えにくい」と条件つきの言い方をしています。もうひとつは、窩洞に修復物を詰めた後の剛性を測っていないこと。接着修復でどこまで戻るのかは、この論文の外にあります。

また、エンドが先の系列はn=5と小さく、各段階5回の負荷にとどまる測定なので口腔内の繰り返し疲労も再現していません。それでも、同じ歯を自分自身の対照に使うという設計が、歯ごとのばらつきという最大の邪魔者をきれいに消しました。だからこそ「5% 対 63%」という比が、40年近く経っても引用され続けています。窩洞形成の一削りが何を代償にしているかを、これほど端的に示した数字は多くありません。

今日のひとこと

著者らの結論:根管処置による歯の剛性低下は5%にすぎず、しかもその全量が髄腔開拡によるもので、拡大形成と根管充填はそれ以上剛性を落とさない。咬合面窩洞だけで20%、辺縁隆線を1つ失うと46%、MOD窩洞では63%——歯を弱めているのは、エンドではなく窩洞形成、なかでも辺縁隆線の喪失である。順序を入れ替えても結果は同じで、MOD窩洞の後に根管処置を足しても下がり幅はやはり約5%だった。筆者の読みでは、この論文の値打ちは「失活したかどうか」ではなく「どの壁を、どれだけ失ったか」で歯の強さを語れるようにした点にあります。ただし抜去した上顎第二小臼歯だけのin vitroで、窩洞に修復物を詰めた後の回復も、年単位の経時変化も評価していません。

Reeh ES, Messer HH, Douglas WH. Reduction in tooth stiffness as a result of endodontic and restorative procedures. J Endod. 1989;15(11):512-516. PMID: 2639947
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。