エンド｜レジン系シーラーで根管を接着封鎖するという発想を、材料の性能ではなく「根管という空間の形」から検討した理論研究。逆円錐台としてモデル化してC-factorを計算し、実際にResilonで充填した標本の断面も観察している（Tay 2005・Journal of Endodontics）
レジン系シーラーと象牙質接着システムが歯内療法に入り、根管を接着で封鎖するという発想が現実味を帯びました。ところがこの論文は、材料の性能ではなく根管という空間の「形」そのものに目を向けます。C-factor（キャビティ配置因子）＝接着した面積 ÷ 接着していない自由な面の面積。箱型の1級窩洞では接着面積が自由面の5倍あります。重合するとモノマーの体積が減り、その収縮応力は材料を象牙質から引き剥がすのに十分な大きさになりうる。このとき自由な面は動いて流れ、応力を逃がせるのですが、細長い根管のように自由面が小さくなると、流れによる緩和が足りず、接着面のどこかが剥がれる確率が高くなります。著者らは根管を逆円錐台としてモデル化し、0.06テーパー・根尖径0.20〜0.40mm・長さ10〜28mmの条件で計算しました。結果、長さ20mm・#25の根管では、シーラー厚を500µmから1µmへ減らすとC-factorは46から23,461へ跳ね上がり（シーラーだけで満たした場合は32）、25µmでは954（原著が強調するのは100〜10µmの帯で、C-factorは228〜2,346）。1級窩洞の5、ポストスペースの200超（Bouillaguetらの別報告。セメント厚150µmでの計算）と比べて桁が違います。薄いシーラーは体積が減るぶん収縮する力も減り接着面積も増えるので応力（S-factor）は下がるのですが、著者らの結論は「臨床で現実的な厚みでは、C-factorの増加率がS-factorの減少率を圧倒する」。そして実際にEpiphanyシステムで充填した標本では、シーラーの厚みは同じ歯の中でも50µmから1µm未満までばらつき、アーティファクトでない界面の隙間がすべての標本で確認されました。
①根管は、接着にとって最悪の形をしている
レジン系シーラーと象牙質接着システムが歯内療法に入ってきて、根管を接着で封鎖するという発想が現実味を帯びました。前回紹介したResilonもその流れの材料です。
ところがこの論文は、材料の性能ではなく根管という空間の「形」そのものに目を向けます。そして計算で示すのです——長さ20mm・#25で形成した根管にシーラー25µmで接着性の充填材を入れると、C-factorは954。1級窩洞の5、ポストスペースの200超（Bouillaguetらの別報告。セメント厚150µmでの計算）と比べて、桁が違います。ただし念のため先に言うと、同じ根管でもシーラーが500µmなら46で、ポストスペースより低くなります——この論文の主題は「場所」より「厚み」です。
重合するとモノマーの体積が減り、その収縮応力は材料を象牙質から引き剥がすのに十分な大きさになりうる。結果として維持が下がり、漏洩が増える。
このとき自由な面は動いて流れることができ、収縮応力を逃がす。ところが細長い根管のように自由面が小さくなると、流れによる応力の緩和が足りず、接着した面のどこかが剥がれる確率が高くなる。
接着の黎明期にFeilzerらは、ポストスペースへの接着は「漏れのない界面を達成するうえで最悪のシナリオ」だと述べていました。この論文は、根管はポストスペースよりさらに長く、術式によってはシーラーがもっと薄いのだから、同じ手法で計算し直す必要がある、という問題意識から始まります。
②今回の一手：根管を「逆円錐台」として計算する
モデルなので仮定が要る。この研究では基質のコンプライアンス（応力あたりの体積変化）・ゲル化時間・レジンシーラーの重合速度は一定とした。
計算したのは0.06テーパーのファイルで形成した根管で、根尖径0.20〜0.40mm、長さ10〜28mm。シーラー厚は1〜500µmまで変えた。
さらにもう一つの因子が導入されます。S-factorです。
つまりシーラーを薄くすると、C-factorは悪化するがS-factorは改善する——この綱引きの結果を見ようというのが、この研究の核心です。
なお計算では、充填後に根管口からデュアルキュアのシーラーを光照射することを前提としています。著者らはこの手順の損得も書いていて、即時の歯冠側封鎖が得られるという利点がある一方、光が届かない深部の化学重合するシーラーがまだゲル化前の段階で、レジンの流れによる応力緩和の道を塞いでしまうという欠点がある、と。
③結果①：効くのは根管長より「シーラーの薄さ」
シーラー厚を500µmから1µmへ減らすと、C-factorは46から23,461へ跳ね上がります。原著は全範囲で高度に有意な負の相関があったと述べています。
そして見出しのとおり、根管が長くなるとC-factorは増えるものの、その増え方はシーラーを薄くしたときほど重要ではない——これが著者らの図の読み方です。
そしてファイルのサイズを大きくしても、C-factorの増え方は控えめでした——シーラーを薄くしたときの変化に比べれば、という意味です。興味深いことに、接着性の充填材を使わずシーラーだけで満たす場合には、ファイルを大きくするほどC-factorは下がります。ただし著者らは、シーラー単独の充填は現代の歯内療法ではまれだと断ったうえで、この条件を入れたのはフィン・行き止まり・交通枝がシーラーだけで満たされる場面を反映させるためだと明記しています。「シーラーだけのほうが有利」という話ではありません。
もうひとつ、1級窩洞の高いC-factorは積層充填で下げられるのに対し、根管の中ではその手が使えません。この非対称も著者らが指摘する点です。
④結果②：C-factorの悪化が、S-factorの改善を飲み込む
さて綱引きの結果です。薄いシーラーはC-factorを上げる（悪い）が、S-factorを下げる（良い）。どちらが勝つのか。
重合収縮の力がレジンの根管象牙質への接着強さを超えれば、応力を逃がすために充填材の片側が剥がれる。
abstractの言い方を借りれば、25µmより薄いシーラーで生じる954を超えるC-factorは、接着面積の増加と収縮体積の減少によって部分的に補償される。しかしこの2つの幾何学的な因子の相互作用が予測するのは、同じ樹脂膜厚の間接的な歯冠内修復と比べたとき、接着性根管充填材の根管への接着はきわめて不利だということです。
⑤結果③：実際の標本でも、隙間は全例にあった
計算だけでは終わりません。著者らはEpiphanyシステムで実際に充填した標本を作り、断面を見ています。
蒸留水に24時間保管後、中央部から2mm厚の断面を3枚切り出し、1枚は環境制御型走査型電子顕微鏡（95%湿度・15kV）で界面の隙間を、1枚はクロロホルムで1時間Resilonを溶かして1断面あたり6か所でシーラーの厚みを実測、1枚は硝酸銀トレーサーに24時間浸けて透過型電子顕微鏡で観察した。
実測されたシーラーの厚みは同じ歯の中でも大きくばらつき、50µmから、途切れていて1µm未満の場所までありました。理論上の「均一な膜厚」は存在しなかったわけです。
そして隙間について。隙間のない領域も観察できたものの、標本作製のアーティファクトではない界面の隙間が、根管長の違うすべての標本で例外なく確認されました。透過電顕では厚さ2〜3µmの銀の沈着層が、重合収縮応力によって生じたと考えられる本物の隙間として同定されています（隙間の存在は確定的に、その原因は「重合収縮応力が接着強さを超えたためと考えられる」という推定の形で書かれています）（著者らは、象牙質と銀の層の間にある空隙のほうは超薄切片作製中にできたアーティファクトだと明確に区別しています）。
⑥明日の臨床へ
・シーラーを薄くすればよい、とは限らない。薄くするほどC-factorは跳ね上がる。
・積層充填という逃げ道が根管には無い。
・光照射のタイミングにはトレードオフがある。著者らは、Resilonのシーラーが室温で45分かけてゆっくり自己重合するよう設計されている（原著に製造元側からの私信として記載されている数値で、査読を経た測定値ではありません）のに、即時の歯冠側封鎖のために光照射せよという製造元の指示が、その「ゆっくり固める」利点を打ち消してしまうと指摘している。
・熱も効く。温間垂直加圧では最大150℃の熱によってシーラーの化学重合が加速されうる。さらに冷間側方加圧でも温間垂直加圧でも、セルフエッチング接着システムと根管象牙質の間で成熟しつつある接着が壊される可能性がある。
・著者らの見通し：収縮しない接着材が開発されれば、この高いC-factorは問題にならない。そうした材料はすでに開発中で、5〜10年のうちに商品化されるかもしれない。
⑦ここだけ、冷静に補助線
今日のひとこと
著者らの結論：同じ樹脂膜厚の間接的な歯冠内修復と比べたとき、接着性根管充填材を根管へ接着させることはきわめて不利である。理由は材料ではなく形にあります。長さ20mm・#25の根管では、シーラー厚500µmでC-factor 46、25µmで954、1µmで23,461。1級窩洞は5、ポストスペースは200超（Bouillaguetらの別報告で、セメント厚150µmでの計算）ですから、桁が違います。ただし同じ根管でもシーラーが500µmなら46で、効いているのは「場所」より「厚み」です。しかも1級窩洞の高いC-factorは積層充填で下げられるのに、根管の中ではその手が使えません。薄いシーラーは体積が減るぶん収縮する力が減り接着面積も増えるので、応力を表すS-factorは下がります。しかし著者らの計算では「臨床で現実的なシーラーの厚みでは、C-factorの増加率がS-factorの減少率を圧倒する」——だから根管のきわめて高いC-factorこそが、長い根管で隙間のない接着充填を作るうえでの主たる障害であり、重合収縮の力が接着強さを超えれば、応力を逃がすために充填材の片側が剥がれる。実際の標本でも、シーラーの厚みは同じ歯の中で50µmから1µm未満までばらつき、アーティファクトでない界面の隙間が、根管長の違うすべての標本で例外なく確認されました（透過電顕では厚さ2〜3µmの銀の沈着層として）。臨床に効く指摘もあります。著者らは、Resilonのシーラーが室温で45分かけてゆっくり自己重合するよう設計されている（原著に製造元側からの私信として記載された数値）のに、即時の歯冠側封鎖のために光照射せよという指示が、その「ゆっくり固める」利点を打ち消してしまうと述べています。なお著者ら自身が中心命題に留保を付けており、間接修復では薄いレジン層でも収縮応力由来の術後痛がほとんど見られないことから、C-factorの増加だけで薄いレジン層の接着の弱さを説明しきることはできないとも書いています。またこれは理論モデルの第一近似であり、著者ら自身が「実際の応力は有限要素解析でしか評価できない」「象牙細管が応力の逃げ場になるかどうかは推測の域」と明記しています。実験部分もヒト切歯5本です。
