う蝕の「透明層」は、いちばん硬い層なのか？——う蝕のある抜去第三大臼歯の象牙質を、硬さ・X線・電子顕微鏡で同じ場所について見比べた観察研究では、Knoop硬さの最高部は正常な領域と弱透明層の境界にあり、細管が結晶でふさがった強透明層は、すでに硬さが下がった所にあった（小川 1981）

①う蝕の「透明層」は、いちばん硬い層なのか

う蝕を取り進めていくと、どこかで手ごたえが変わります。その先にあるとされるのが「透明層」です。象牙細管が石灰化物でふさがり、X線を通しにくい。そのため「硬化層」とも呼ばれてきました。名前からは、周りより硬い層を思い浮かべます。では、実際に測ると、透明層はいちばん硬い所にあるのでしょうか。

この問いに、同じ歯の同じ場所を複数の方法で見比べることで答えたのが、小川が1981年に口腔病学会雑誌に報告した研究です。東京医科歯科大学の総山孝雄教授と一條尚教授の指導による、48頁の原著です。

②なぜこの研究が必要だったか

著者は緒言で、透明層についての研究の歴史をこう整理しています。う蝕象牙質の透明層は古くから記載されており、象牙細管が石灰塩でふさがることでできること、X線透過度が低いことが分かってきた。この頃から「硬化層」という名前も併用されるようになった。その後は電子顕微鏡による観察も加わった、と。

ところが、所見は研究者によって分かれていました。研磨標本のマイクロラジオグラムでは、透明層にほぼ一致してX線透過性が下がるという報告が多い一方、上がる場合もあるという報告や、透明層とX線透過性の変化は必ずしも一致しないという報告もありました。

著者が特に問題にしたのは、次の点です。臨床で手ごたえとして感じる硬さの変化を裏づける所見が明らかにされていないため、う蝕の治療を合理的にする根拠を確立できなかった。これに対して奥瀬らは、肉眼的な色調の変化に合わせてう蝕象牙質の硬さを測り、細菌の侵入の深さとの関係を調べていました。さらに、う蝕象牙質には、生理的に再石灰化しうる第2層と、しえない第1層の区別があることが分かってきた、と著者は書いています。ここまでは、著者が引いた文献にもとづく整理です。

そこでこの研究は、透明層に的をしぼりました。肉眼の所見と硬さの曲線で位置を確かめながら、光学顕微鏡、マイクロラジオグラム、走査・透過電子顕微鏡で、象牙細管と管間象牙質の構造の変化を観察しています。

③何をどう調べたか

材料は抜去歯です。健全歯の観察には主に第三大臼歯を、う蝕歯の観察には第三大臼歯で、透明層が象牙質の中央約3分の1の領域にあるものを使いました。調べた歯の本数は、論文に書かれていません。

この研究の工夫は、同じ場所を、いくつもの方法で見るところにあります。まず歯を縦に半切し、断面を肉眼で観察する。次に断面を研磨し、微小硬度計でKnoop硬さを測る。荷重は50g、時間は15秒、50μmおきに、う蝕の表層の中央から象牙細管と平行に歯髄壁まで測りました。隣の正常な領域も、同じように測っています。

硬さを測ると、表面に小さな圧痕が残ります。著者はこの圧痕を目印にしました。同じ試料を薄い研磨標本にして透明層の位置を確かめ、マイクロラジオグラムでX線透過性を見る。さらに走査電子顕微鏡と透過電子顕微鏡で、圧痕の位置を頼りに、歯髄側から表層側へと順に観察していきます。「硬さがここから下がりはじめた、その場所の細管はどうなっているか」を直接つなげるための方法です。

用語を整理しておきます。原著は、本来の象牙細管の壁の内側にできる、結晶が緻密に集まった層を intratubular layer（この記事では「細管の壁の層」）、細管と細管のあいだを intertubular dentin（「細管のあいだの象牙質」）と呼んでいます。そして、細管の壁の層のさらに内側に結晶が沈着して細管を狭くしたりふさいだりする層を、innermost layer と呼んでいます。

統計処理はありません。結果は、所見の記述と、写真（図1、図3〜60）、硬さの曲線（図2）、模式図（図61）で示されています。

④結果：硬さの山は、正常な領域と弱透明層の境界にあった

まず、層の区別です。断面を肉眼で見ると、表層側に着色層があり、その歯髄側に、透明感があってわずかにアメ色がかった層が見えました。研磨標本にすると、この透明感のある層にほぼ一致して、透明度の強い層が見えます。著者はこれを「強透明層」と呼びました。さらにその歯髄側、正常な領域との移行部に、透明度の弱い層があり、これを「弱透明層」と呼んでいます。透明度は、歯髄側に向かうほど弱くなっていました。

層ごとの所見を、2つの表にまとめました。

硬さ。歯髄側から透明層に向かって、Knoop硬さは上がっていきます。そして、透明層のすぐ歯髄側（著者の言う「透明層直下」）と弱透明層の移行部あたりで、最高になりました（結論では「正常な領域と弱透明層との境界部」と表現されています）。弱透明層に入ると硬さは下がりはじめ、強透明層では、隣の正常な象牙質の同じ深さの硬さと比べて、明らかに低くなっていました。強透明層より表層側は、軟化のため大部分が測定できません。著者は「透明層はすでに軟化した領域に存在している」と書いています。

象牙細管の中。透明層のすぐ歯髄側で、細管の壁の層の内側に、微細な板状の結晶が現れます。これで多くの細管が狭くなっていました。弱透明層では、この結晶が細管の中央に向かって沈着し、多くの細管がふさがります。強透明層になると、ほとんどの細管が完全にふさがっていました。弱透明層から強透明層へ移るわずかな部分では大きな板状の結晶が、強透明層の大部分では斜方形の結晶が、石垣のように緻密に細管を満たしていました。

細管の周り。筆者が特に注目したのは、ここです。弱透明層（と、強透明層へ移るわずかな部分）までは、細管の壁の層にも、細管のあいだの象牙質にも、正常な象牙質との違いは見られませんでした。ところが強透明層の大部分では、細管の壁の層で結晶のあいだが広がり、結晶の密度と大きさが減っていました。細管のあいだの象牙質でも、結晶が溶けて減っている部分が見られるようになります。細管の中は結晶で詰まっているのに、周りの象牙質からは結晶が減りはじめている、という状態です。

X線。マイクロラジオグラムでは、透明層のすぐ歯髄側でX線透過性が下がりはじめ、強透明層ではその範囲にほぼ一致して、はっきり低下していました。著者は、周りの結晶がわずかに減っているのにX線透過性が下がるのは、ほとんどの細管が緻密な結晶でふさがるためだろう、と考察しています。

酸への抵抗。切片の上で酸を作用させると、弱透明層の細管をふさぐ微細な板状の結晶は、周りの象牙質の結晶とほぼ同時に溶けました。一方、強透明層の斜方形の結晶は、周りの結晶が溶けたあともしばらく残り、さらに長く作用させると溶けました。

表層側。透明層を越えて着色層に入ると、細管をふさいでいた結晶は細管の中央から消えていき、ほとんどの細管が中空になります。さらに表層側では、細管の中に細菌が見られるようになり、細管の壁の層は細菌の侵入の程度に応じて薄くなって消え、細管のあいだの象牙質の結晶も著しく溶けていました。

健全歯との比較も行われています。健全歯の象牙質でも、表層では細管が微細な板状の結晶で狭くなったり、ふさがったりしているものがありました。ただ、う蝕のある歯では、健全歯の同じ位置と比べて、この結晶の形成が進んでいました。著者は、う蝕があると細管をふさぐ層の形成が健全歯より早く進むことが分かった、と述べています。

⑤結果の読み方

著者は、所見から次のように考察しています。

透明に見える理由について。強透明層では、周りの象牙質に変化が始まっていても、細管がふさがっているので透明度が高い。透明層より表層側では、細管が中空になっているので不透明に見える。このことから、透明層が透明に見えるのは、主に細管がふさがることによる、と著者は考えました。

硬さについて。弱透明層では、細管の壁の層も細管のあいだの象牙質も、電子顕微鏡では正常と違いが見られず、しかも多くの細管がふさがっていました。それなのに硬さは下がりはじめています。著者は、これらの部分がすでにう蝕の影響を受け、結晶が減っていることも考えられる、と書いています。これは観察で確かめた事実ではなく、著者の推測です。

結晶の正体について。著者は、斜方形の結晶をウィットロカイトとする他の研究者の見解を紹介しています。ただ、この研究自体は、結晶の成分を分析していません。大きな板状の結晶と斜方形の結晶の関係も、「目下のところ明らかでない」としています。

そして、清水が記載した「う蝕象牙質第2層」との対応です。著者は、清水の第2層は、自分の所見では、透明層と、それより表層側で細菌のいない部分までの領域に相当すると思われる、と述べています。

⑥明日の臨床へ

ここからは筆者の読みです。原著の主張ではありません。

この論文は、どこまで削るかを調べた研究ではありません。それでも、日々の判断の土台になる整理を1つくれます。「透明に見える」「X線を通しにくい」「硬い」は、同じ場所を指しているとは限らない、ということです。細管が結晶でふさがって透明に見え、X線を通しにくくなっている層でも、硬さはすでに下がっていました。「硬化層」という名前から受ける印象と、測った硬さは、ずれていたわけです。

硬さを頼りに「硬い所まで」取ろうとすると、どこに行き着くか。この研究の所見では、硬さの最高部は正常な領域と弱透明層の境界にありました。表層側からそこまで追えば、細管が結晶でふさがった強透明層と弱透明層を通り越すことになります。もちろん、手の感覚とKnoop硬さは同じものではありませんし、この研究は臨床の切削を調べていません。ただ、「硬さだけを基準にすると取りすぎるかもしれない」という問題意識の出どころを、形態の面から見せてくれます。

一方で、強透明層を「残してよい健全な層」と読むのも行き過ぎです。この層では、細管の周りの結晶が減りはじめていました。残したときに歯髄がどうなるか、接着がどうなるか、再石灰化するかどうかは、この論文は調べていません。それは、検知液や臨床成績を扱う別の研究の仕事です。