根管洗浄の液、レーザー（PIPS）と超音波（PUI）で根尖まで動く？——アクリルの根管模型1本に水を満たした実験室研究で、PIPSは根尖側の区画でも平均0.43 m/sの流れを生み、超音波は器具の周りで約0.03 m/s、根の中央より下では流れを観察できなかった（超音波のファイルは根管口から3mm・Koch 2015）

①洗浄液をかき混ぜるなら、レーザーと超音波で、根尖まで動くのはどっち？

根管洗浄で、洗浄液を流しこむだけでなく「動かす」。超音波でファイルを振動させる方法（PUI：passive ultrasonic irrigation）はおなじみですが、Er:YAGレーザーで液を動かす PIPS（photon-induced photoacoustic streaming）という方法もあります。では、液はどこまで動いているのか。

この「液の流れ」そのものを、透明な根管模型の中で測って比べたのが、Koch・Peters らが2015年に Clinical Oral Investigations に出した短い報告です。

②なぜこの研究が必要だったか

根尖性歯周炎の原因は根管の中の菌で、器具で根管を広げると菌は減るものの、全部は除けません。そこで洗浄液を使い、その流れを強めると根管がきれいになると考えられてきた、と著者らは引用文献をもとに書いています。液をかき混ぜる方法としては、手用ファイル、ガッタパーチャポイント、プラスチックの器具、音波・超音波の装置などが提案されてきました。

レーザーでは、Er:YAGレーザーのパルスで液を動かす PIPS が、根管の清掃に有効だったという報告があります（引用された研究）。ただ、PIPS で液がどのような流れになっているかは、詳しく分かっていませんでした。そこで、液の流れの速さの分布を測る粒子画像流速測定法（PIV）を使い、PIPS と超音波を同じ模型で比べたのが今回の研究です。

③何をどう比べたか

・模型：アクリルの練習用ブロックの曲がった模擬根管1本（長さ22mm）。回転ファイルで #30・テーパー0.04 に広げた
・液：蒸留水に、蛍光の色素を付けた直径6μmの粒子を混ぜたもの。洗浄液（次亜塩素酸ナトリウムなど）は使っていない
・PIPS：Er:YAGレーザー（2940nm）を20mJ・15Hz・パルス幅50μsで照射。直径600μmの先細りのチップを、ブロックの上端から約3mmの深さに固定した
・超音波（PUI）：#15 のKファイルを超音波装置の出力3（0〜10の目盛）で振動させ、根管口から3mmの深さに固定した。ファイルが根管の壁に当たらない深さを選んだと書かれている
・測り方：粒子をレーザーの光で光らせて高速で撮影し、粒子の動きから流れの速さを出した（PIV）。根管の3mmの区画ごとに、PIPS はチップの下（歯冠側）・根の中央・根尖側の3か所、超音波はファイルの周りを測った。PIPS は照射の0.8ミリ秒後に合わせた画像を100枚以上、超音波は振動中の画像を200枚、平均した
・比べ方：統計の検定は無い。測れる最小の速さ（超音波 0.005 m/s、PIPS 0.01 m/s〈上の区画は0.05 m/s〉）を測定の誤差の目安とし、その幅を大きく超える差かどうかで比べている

なお原典の中には、記載の食い違いが少しあります。PIPS の出力は方法では20mJ、図1の説明では15mJ。超音波の器具は、抄録では「切削しないチップ・出力30%」、方法では「#15のKファイル・出力3（0〜10の目盛）」です。粒子の大きさは、抄録の「6μm」を採りました（方法の誌面では「6-mm」と書かれています）。超音波の流れが届く距離も、抄録は「約2mmで測れない値に」、結果は「ファイルの下2mm以内で0.01 m/sを下回った」、考察は「1mmを大きく超えた先では目立った動きがない」と書き方が違います。この記事は結果の書き方に揃えました。

④結果1：PIPSでは、根尖側の区画でも液が動いていた

区画ごとの平均の速さを並べました。PIPS の3つの区画と、同じ模型の超音波のファイルの周りの値です。

PIPS では、チップのすぐ下の歯冠側の区画で局所的に3 m/sを超える速さがあり、区画の平均は1.02 m/s（標準偏差1.25）でした。根の中央は0.25 m/s（同0.19）、根尖側は0.43 m/s（同0.28）で、根管の全長にわたって流れを測ることができました。

根尖側が根の中央より速く出た点について、著者らは、圧力の波の重なりによる局所的な共振の可能性と、標本のばらつきの両方を挙げています。標準偏差が大きく、2つの区画の速さの分布は大きく重なっている、とも書いています。1枚ずつの画像では、上向き・下向きの大きな流れや渦が入れ替わる、変化の激しい流れでした。

⑤結果2：超音波の流れはファイルの周りに限られた

超音波では、ファイルの周りの平均の速さが約0.03 m/sでした。ファイルから離れると速さは落ち、ファイルの下2mm以内で0.01 m/sを下回りました。根の中央と根尖側の区画では、流れを観察できませんでした。

数字をまとめて表にしました。

著者らは、根の中央の PIPS（0.25 m/s）と超音波のファイルの周り（0.03 m/s）の差は測定の誤差の幅を大きく超えるとし、PIPS は超音波より「少なくとも10倍」速い平均の速さだったと書いています。ただ、原典の数字どうしの比は 0.25÷0.03≒8.3 で（筆者の計算）、抄録の「約10倍」は目安の数字と読むのが無難です。

⑥著者らの結論と、結果の読み方

著者らは、PIPS は器具の近くでも遠くでも、超音波より大きな平均の速さの流れを生み、この結果は根管治療の汚れの除去と消毒の段階に関わりうる、と結論しています。考察では、速さの違いは主根管の消毒や菌の層（バイオフィルム）がはがれることに有利だろうと推測しつつ、象牙細管の中の菌には答えていないとも書いています。

読み方として大事なのは、測ったのは「液の流れの速さ」だけだという点です。汚れが取れたか、菌が減ったかは、この研究では調べていません。また超音波は、ファイルが自由に振動できることが効き方の前提で、曲がった細い根管では振動が妨げられうる、と著者らは考察しています。今回はそれを避けるため、ファイルを根管口から3mmだけ入れて測っています。つまり根尖の近くまでファイルを入れて振動させた時に、根尖側の液がどれだけ動くかは、この研究からは分かりません。

⑦明日の臨床へ

この研究から持ち帰れるのは、次のような読み方です（筆者の読み）。

PIPS にはEr:YAGレーザーの装置とそのチップが要ります。導入を考える時は、この流れの研究だけでなく、汚れや菌の減り方、根尖からの液の押し出しなど、別の観点の研究も合わせて判断したいところです。