1問1答 論文 エンド

逆根管充填の封鎖を蛍光色素と共焦点顕微鏡で見た——アマルガムは10本すべてで窩洞の全深さ3mmまで漏れ、MTAは6本で侵入ゼロだった(1993年・抜去歯30本)

1問1答 論文 エンド

エンド|根尖切除後の逆根管窩洞を直径1.5mm・深さ3mmに統一し、アマルガム・super EBA・MTAの初期の封鎖をローダミンB蛍光色素と共焦点顕微鏡で比べた実験。MTAがまだ「実験的材料」と呼ばれていた時期の報告(Torabinejad 1993・Journal of Endodontics)

根尖病変は、根管が口腔内の細菌叢にさらされたときにだけ生じます。根管系は細菌も毒素も代謝産物も抱え込み、それが根尖周囲組織へ漏れ出して病変になる。だから逆根管充填の目的はただひとつ、根管内に残った刺激物が根尖周囲組織へ漏れるのを止めることです。1016症例を後ろ向きに調べたHartyらは、外科的歯内療法の成功を決める単一で最も重要な因子は根尖の封鎖だと報告していました。著者らは単根管の抜去歯30本を通法で形成・充填し、根尖から3〜4mmを歯軸に対し90度で切除。切除面を接着システムで封鎖して象牙細管経由の漏れを排除し、測るのは充填材と窩洞壁の界面だけという設計にしたうえで、窩洞を直径1.5mm・深さ3mmに統一しました。10本ずつ3群に分け、亜鉛フリーのアマルガム/super EBA/MTA(粉:水=3:1)を詰め、ローダミンB蛍光色素に24時間浸けて共焦点顕微鏡で観察すると——アマルガムは10本すべてで窩洞の全深さ3mmまで色素が達し、super EBAは8本が1〜2mm・2本が3mm、MTAは6本で侵入ゼロ・残る4本も窩洞の3分の1未満。Kruskal-Wallis検定で有意差があり(p<0.0005)、漏れの大きさで アマルガム>super EBA(p<0.0006)>MTA(p<0.0007)と順序がつきました。数字の前に断面の見え方も違っていて、MTA以外はほとんどの標本で充填材と窩洞壁の間に隙間や気泡があり、適合が最も悪かったのはアマルガム、最もよかったのはMTAでした。

論文
Sealing Ability of a Mineral Trioxide Aggregate When Used As a Root End Filling Material
著者
M. Torabinejad(ロマリンダ大学歯学部 歯内療法学・米国), T. F. Watson, T. R. Pitt Ford(ガイズ病院 保存歯科学・英国ロンドン)
掲載
Journal of Endodontics 1993;19(12):591-595
種類
抜去歯を用いたin vitroの色素侵入試験(共焦点顕微鏡)単根管のヒト抜去歯30本(術前X線で複根管・石灰化・強い根尖湾曲がないことを確認)。歯冠をCEJで切断し、#15 Kファイルが根尖孔から出る位置を作業長として根尖孔を#40 Kファイルまで拡大、5.25%次亜塩素酸ナトリウムを用いてステップバック法で形成。側方加圧ガッタパーチャ+Grossmanシーラーで充填し、歯冠側2mmを除去してCavitで封鎖、100%湿度で1週間保管。外表面にネイルバーニッシュを2度塗りし、根尖3〜4mmを歯軸に対し90度で切除切除面は接着システム(15%マレイン酸15秒→プライマー→接着材を20秒光重合)で封鎖して、露出象牙細管経由の色素侵入を排除。窩洞は直径1.5mm・深さ3mmに統一。無作為に10本ずつ3群=亜鉛フリーアマルガム(Tytin slowset)/super EBA/MTA(粉:水=3:1のパテ状)で、小型プラガーで圧接。陽性対照=ガッタパーチャのみシーラーなし2本、陰性対照=根面全体をバーニッシュ2度塗り2本。100%湿度に24時間置いたのちローダミンB水溶液に24時間浸漬し、低速ダイヤモンドソーで縦断。タンデム走査型共焦点顕微鏡と油浸対物・緑色フィルター(546nm)で観察し、反射光は600nmの赤フィルターで遮って確認。1本につき最低2か所を計測して別の研究者が再確認し、最大値をその歯のスコアとした。統計はKruskal-Wallis検定とMann-Whitney U検定
PMID
8151252

逆根管充填で、いちばん大事なのは何か

根尖病変は、根管が口腔内の細菌叢にさらされたときにだけ生じます。根管系は細菌もその毒素も代謝産物も抱え込み、それが根尖周囲組織へ漏れ出すことで病変ができる。だから非外科的治療の目標は刺激物の除去と根管系の三次元的な封鎖です。

ところが根管系は複雑で、現在の器具と技術では完全には清掃できません。再治療でも救えないとき、外科的歯内療法——根尖の露出、根尖切除、窩洞形成、逆根管充填——が必要になります。1016症例を後ろ向きに調べたHartyらは、外科的歯内療法の成功を決める単一で最も重要な因子は根尖の封鎖だと報告しました(本文の引用より)。

結論を先に言います。ローダミンB蛍光色素と共焦点顕微鏡で見ると、アマルガムは10本すべてで窩洞の全深さ3mmまで色素が届き、super EBAは8本が1〜2mm・2本が3mm、MTAは6本で侵入ゼロ・残る4本も窩洞の3分の1未満でした。

「理想の逆根管充填材」は、まだ無かった

理想の材料に求められる条件は、当時すでに整理されていました。

窩洞の象牙質壁に接着・適合すること。微生物とその代謝産物の漏出を防ぐこと。生体親和性があること。加えて組織液に溶けない・寸法が安定している・湿気に影響されないこと。

ガッタパーチャ、酸化亜鉛ユージノール、Cavit、コンポジットレジン、金箔、グラスアイオノマー——多くの材料が提案されましたが、著者らは「これらの性質を全部、あるいはほとんど備えた材料はまだ見つかっていない」と書いています。

長年の標準はアマルガムでした。ただし欠点も列挙されています。初期の漏洩、二次的な腐食、水銀とスズによる汚染、湿気への弱さ、窩洞にアンダーカットが要ること、硬組織・軟組織の着色、アマルガム粒子の飛散。この欠点を避けるために推されたのが酸化亜鉛ユージノール系のsuper EBAやIRMですが、こちらにも湿気への弱さ、生活組織への刺激、溶解性、臨床での扱いにくさという欠点がありました。

今回の一手:蛍光色素と共焦点顕微鏡で「界面」を見る

この論文の技術的な新しさは、測り方にあります。

従来の色素侵入法(メチレンブルー・エオシン・クリスタルバイオレット・墨汁など)に対し、ローダミンB蛍光色素+タンデム走査型共焦点顕微鏡(TSM)を使う。利点は4つ挙げられている——①標本の前処理が最小で済む ②標本を乾燥させる必要がない ③高解像度で直接観察できる ④油浸対物を使えば表面より深い部分も見られる。

手順はこうです。単根管の抜去歯30本(術前X線で複根管・石灰化・強い根尖湾曲がないことを確認)の歯冠をCEJで切断。#15 Kファイルが根尖孔から出るところを作業長とし、根尖孔を#40 Kファイルまで拡大して、5.25%次亜塩素酸ナトリウムを使いステップバック法で形成。側方加圧ガッタパーチャとGrossmanシーラーで充填し、100%湿度で1週間保管しました。

外表面にネイルバーニッシュ(マニキュア)を2度塗り。根尖から3〜4mmを歯軸に対し90度で切除。ここが丁寧で、切除面は接着システム(15%マレイン酸で15秒エッチング→プライマー→接着材を20秒光重合)で封鎖してある。露出した象牙細管から色素が回り込むのを防ぐためで、測りたいのは「充填材と窩洞壁の界面」だけという設計です。窩洞は直径1.5mm・深さ3mmにダイヤモンドバーで統一した。

10本ずつ3群に無作為に分け、亜鉛フリーのアマルガム/super EBA/MTA(粉:水=3:1のパテ状)を小型のプラガーで圧接。24時間100%湿度に置いたあと、ローダミンB水溶液に24時間浸漬しました。

対照も置かれています。陽性対照=ガッタパーチャのみでシーラーなしの2本(漏れるはず)、陰性対照=ガッタパーチャ+シーラーで根面全体をネイルバーニッシュ2度塗りした2本(漏れないはず)。結果は期待どおり、陽性対照ではガッタパーチャと象牙質壁の間に色素が完全に侵入し、陰性対照では侵入なしでした。

観察は油浸対物と緑色フィルター(波長546nm)。ローダミンBは緑色光で励起すると赤橙色に光ります。アマルガムでは標本内部からの反射光が邪魔になるため、600nmの赤フィルターで反射を遮って色素の存在を確認しています。1本につき最低2か所(半割標本の各壁)を測り、別の研究者が再確認したうえで最大値をその歯のスコアとしました。

結果:色素だけでなく、隙間そのものが違った

0 4本 8本 12本 本数(各群10本) 10本 2本 0本 アマルガム super EBA MTA 原著Table 1。窩洞は直径1.5mm・深さ3mmに統一。10本の内訳は、アマルガム=3mmが10本/super EBA=1mmが5本・2mmが3本・3mmが2本/MTA=侵入なしが6本・窩洞の3分の1未満が4本。1本につき複数の壁を計測し最も大きい値をその歯のスコアとした。Kruskal-Wallis検定でp<0.0005、Mann-WhitneyU検定で漏れの大きさは アマルガム>super EBA(p<0.0006)>MTA(p<0.0007)
窩洞の全深さ3mmまで色素が達した本数(原著Table 1)
0 4本 8本 12本 本数(各群10本) 0本 0本 6本 アマルガム super EBA MTA 原著Table 1。MTAの残る4本も窩洞の3分の1未満(深さ3mmの窩洞なので1mm未満)だった。アマルガムとsuperEBAには侵入ゼロの標本が1本も無い。断面の観察でも、MTA以外はほとんどの標本で充填材と窩洞壁の間に隙間や気泡があり、適合が最も悪かったのはアマルガム、最もよかったのはMTAだった
色素の侵入がまったくなかった本数(原著Table 1)

数字の前に、断面の見え方が違っていました。MTAを詰めたもの以外は、ほとんどの標本で充填材と窩洞壁の間に隙間や気泡があった。適合が最も悪かったのはアマルガムで、最もよく適合し隙間が少なかったのがMTAです。

色素侵入はアマルガムが全10本で窩洞の全深さに達し、super EBAはそれより少ないものの、色素が界面だけでなく材料そのものの中に取り込まれている例もありました。MTAは大半で侵入ゼロ、残りもごくわずか。3群の差はKruskal-Wallis検定で有意(p<0.0005)、2群ずつの比較でも漏れの大きさで アマルガム>super EBA(p<0.0006)、super EBA>MTA(p<0.0007)と、きれいに順序がつきました(>の左が漏れが大きい側)。

アマルガムに不利な条件だった可能性

ここは著者らが自分から書いている部分で、読むうえで大事です。

アマルガムの漏れが激しかった理由として、硬化時の収縮に加え、充填からわずか24時間で色素に浸けたことが挙げられています。アマルガムを修復材として使う場合、その封鎖は腐食生成物が溜まるにつれて時間とともに改善することが知られている。また窩洞壁にキャビティバーニッシュを塗れば漏れが減るという報告もある(その有効性には異論もある)。キャビティバーニッシュを塗るか、腐食する時間を与えていれば、アマルガムの漏れはもっと少なかったかもしれないと著者ら自身が述べています。

super EBAについても、先行研究の結果は割れていました。super EBAとバーニッシュ付きアマルガムがKetacセメントや熱バーニッシュしたガッタパーチャより漏れが少なかったという報告、逆にアマルガムとsuper EBAは同等だったという報告が混在しています。著者らは自分たちの結果が一部の研究と一致し一部と矛盾することを認め、その理由を使う色素と評価手技の違いに求めています。

MTAの長所と、はっきりした短所

著者らが挙げるMTAの実務的な利点は3つです。

練和と窩洞への填入が容易で、小型のアマルガムキャリアで運べる。②乾燥した術野である必要がない。③余剰の除去が容易。(硬化後の圧縮強さはアマルガムと同等とされる。ただしこれは英国の政府化学研究所による未公表データと注記されている)

一方、短所として挙げられているのが硬化時間の長さです(著者らの書き方は「起こりうる短所」)。MTA自体は4時間足らずで硬い構造になるとされていますが、予備実験で、逆根管充填した直後にローダミンB水溶液へ浸けたところ、MTAと窩洞壁の間にいくらか漏れが生じました。著者らはこれを長い硬化時間のせいだろうと考えています。興味深いのは、同じ現象がメチレンブルーでは観察されなかったこと。2つの色素の性質の違いによるのかもしれない、と述べられています。

明日の臨床へ

・逆根管充填の目的は根管内に残った刺激物が根尖周囲組織へ漏れるのを止めること。材料選びはその一点に向いている。
MTAは硬化に時間がかかる予備実験では、充填した直後に色素へ浸けると漏れが生じている(本実験は充填後100%湿度に24時間置いてから浸漬しており、MTAは10本中6本で侵入ゼロ)。閉創までの扱い、血液や洗浄液との接触の順番を考える材料である。
アマルガムの封鎖は時間とともに改善する性質がある。24時間の試験はアマルガムに厳しい条件で、そのぶんこの比較は「初期の封鎖」の比較として読むのが正確。
・切除面を接着材で封鎖してから測るという設計は、「界面の漏れ」と「象牙細管経由の漏れ」を切り分けるための工夫。論文を読むときにこの切り分けがあるかを見ると、数字の意味が変わる。

ここだけ、冷静に補助線

各群10本のin vitro色素侵入試験で、観察期間は浸漬24時間です。著者ら自身が「色素侵入試験の結果を臨床へ直接外挿することには疑問がある」と明記しています。それでも彼らが色素試験に意味を認める理由も書かれていて、「小さい分子を通さない材料は、細菌やその代謝産物のような大きいものも防げる見込みがある」から新材料のふるい分けとして最も手軽だ、という位置づけです。実際、論文の末尾は「この材料が生体内で使えるかを確かめる研究が進行中」で締められています(原著はその先には触れていませんが、犬を使った使用試験はこの2年後に発表されました)。もうひとつ。原著は「最近開発された実験的材料」と書くだけで開発主体を明記していませんが、筆頭著者はロマリンダ大学の歯内療法学の教授・大学院プログラムディレクターであり、MTAは同大学で開発された材料です(この結びつけは所属からの推定を含みます)。開発者側による評価にあたる可能性があり、論文には資金源や利益相反の記載がありません

今日のひとこと

著者らの結論:MTAはアマルガムおよびsuper EBAより有意に色素の漏れが少なかったアマルガムは10本すべてで窩洞の全深さ3mmまで色素が達し、MTAは6本で侵入ゼロ・残る4本も窩洞の3分の1未満(漏れの大きさで アマルガム>super EBA p<0.0006、super EBA>MTA p<0.0007)。色素の前に隙間そのものが違い、適合が最も悪いのがアマルガム、最もよいのがMTAでした。実務上のMTAの利点として著者らは練和と填入が容易・乾燥した術野を必要としない・余剰の除去が容易の3つを挙げ、「起こりうる短所」として硬化時間の長さを挙げています(予備実験では、充填直後にローダミンBへ浸けるとMTAと窩洞壁の間に漏れが生じた)。公平を期すために押さえておきたいのは、著者ら自身がこの24時間という条件はアマルガムに不利だと認めている点です。アマルガムの封鎖は腐食生成物が溜まるにつれて時間とともに改善するため、バーニッシュを塗るか時間を与えていれば結果は変わったかもしれない、と。筆者の読みでは、この論文の値打ちは順位そのものより「切除面を接着材で封鎖して、界面の漏れだけを測る」という設計の明快さにあります。ただし各群10本・浸漬24時間のin vitro試験であり、著者らは色素試験の臨床への外挿に疑問があることを明記しています。

Torabinejad M, Watson TF, Pitt Ford TR. Sealing ability of a mineral trioxide aggregate when used as a root end filling material. J Endod. 1993;19(12):591-595. PMID: 8151252
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。