「ボンデライザー」とも呼ばれるボンディング エージェント(アメリカ英語ではdentin bonding agentsと綴られる) は、歯科用複合充填材を象牙質とエナメル質の両方に接着させるために使用される樹脂材料です。
ボンディング剤は、多くの場合、アセトンなどの揮発性キャリアおよび溶剤を含むメタクリレートです。また、希釈モノマーを含む場合もあります。コンポジットレジン修復を適切に接着するには、象牙質をポリアクリル酸で処理し、歯の穿孔による機械的処理中に形成されるスミア層を除去し、象牙質のコラーゲンネットワークまたは有機マトリックスの一部を露出させる必要があります。接着性樹脂は、いわゆるハイブリッド層（エッチングによって露出したコラーゲンネットワークが接着性樹脂に埋め込まれたもの）を形成する必要があります。この層は象牙質と接着性樹脂の界面であり、歯科修復物の最終的な品質はその特性に大きく左右されます。現代の歯科用ボンディングシステムには、エッチング液、プライマー、接着剤を順に塗布する「3ステップシステム」、エッチング液とプライマーを混合して同時に塗布する「2ステップシステム」、そしてすべての成分を事前に混合して1回の塗布で塗布する「1ステップシステム」（いわゆる第6世代ボンディング剤）があります。[1]
象牙質への結合に関わる化学プロセス
- スメア層の除去と象牙質のエッチング
- 象牙質表面の下地処理
- 下塗りした象牙質表面と修復材の接着
[2]
スミア層の除去と象牙質エッチング
象牙質調整剤は、窩洞形成によって生じたスメア層を除去し、象牙質管間部分を部分的に脱灰することで象牙質表面を改質するために最初に使用されます。この部分的に脱灰された象牙質は、プライマーを浸透させることができる中空の足場として機能します。象牙質の過剰なエッチング（および過剰な乾燥）はコラーゲンネットワークの崩壊につながり、プライマーの浸透がより困難になる可能性があります。しかし、硬化した象牙質は、健康な象牙質と比較して、象牙質調整剤への曝露時間を長くする必要があります。一部の象牙質調整剤には、コラーゲンマトリックスを強化し、その崩壊を防ぐ グルタルアルデヒドと呼ばれる化学物質が含まれています。
一般的な象牙質コンディショナーには以下のものがあります。
- リン酸
- 硝酸
- マレイン酸
- クエン酸
- エチレンジアミン四酢酸（EDTA）
象牙質表面の下地処理
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下塗りした象牙質表面と修復材の接着
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象牙質接着
象牙質の結合はどのように起こるのでしょうか?
象牙質接着とは、調整された象牙質に樹脂を接着するプロセスを指します[3]。このプロセスでは、ミネラル成分を樹脂モノマーに置換することで、象牙質コラーゲンと硬化した樹脂からなるバイオコンポジットを形成します。接着剤と象牙質の界面は、象牙質とコンポジット樹脂の間に強固で永続的な結合を形成します[4] 。
これは、エッチング＆リンス（トータルエッチング）またはセルフエッチング接着剤のいずれかによって実現できます。エッチング＆リンスでは、酸が特定の深さまでミネラルを溶解し、高多孔質の象牙質コラーゲンネットワークを水中に浮遊させます。次に、コラーゲンネットワークに樹脂モノマーを浸透させます。これらのモノマーの化学重合が起こり、光硬化によって活性化されると、一般にハイブリッド層として知られるポリマー-コラーゲンバイオコンポジットが形成されます。[4]
作用機序は以下のように説明される：[5]
a) 象牙質に酸を塗布すると、スメア層が部分的または完全に除去され、象牙質が脱灰されます。
b) 酸は象牙細管と象牙細管周囲象牙質を脱灰し、象牙細管を開いてコラーゲン繊維を露出させ、その結果、象牙細管間象牙質の微細多孔性が増加します。
c) 使用する酸の種類、適用時間、濃度に応じて、象牙質は最大約 7.5 μm まで脱灰されます。
d) プライマーシステムは、酸によるエッチング後に低下する象牙質の臨界表面張力を高めるように設計されています。
e) 結合メカニズムは次の場合です:
- プライマーとボンディング樹脂をエッチングされた象牙質に塗布し、管間象牙質に浸透してハイブリッド層を形成します。
- これらはまた、開いた象牙細管に浸透して重合し、樹脂タグを形成します。
湿潤接着技術は、水がモノマーの相互拡散のためにコラーゲンネットワークの多孔性を維持するため、エッチング＆リンス接着剤の接着強度を高めることが繰り返し実証されています。[5]
ハイブリッドレイヤー
その存在は中林らによって確認されており、ハイブリッド層は脱灰した管間象牙質と浸透して重合した接着樹脂から構成されています。[6]
ハイブリッド層は疎水性、耐酸性、そして強靭性を備えています。形成されるハイブリッド層の品質が、レジンと象牙質の界面強度を決定します。ハイブリッド層が厚く均一であるほど、接着強度は向上します。[6]
スミア層と接着におけるその役割
スメア層とは、基質の無機質表面に残留する無機物と有機物の成分からなるデブリ層を指します。この層は、歯質がバーを用いて形成処置を受けるたびに生成されます。[5]
スミア層は象牙細管の開口部を埋め、スミアプラグを形成します。このスミアプラグは象牙質の透過性を90%低下させ、スミアプラグ単独では接着性樹脂の象牙細管への浸透を阻害します。スミア層の厚さは0.5～2μm、スミアプラグの厚さは1～10μmです。[5]
スミア層は最適な接着を阻害する可能性があるため、除去する必要があります。例えば、エッチング＆リンス（トータルエッチング）接着剤を使用する場合は、事前にスミア層を除去する必要があります。これにより、ハイブリッド層が厚くなり、樹脂タグが長く高密度化するため、接着強度が向上します。[7]
象牙質接着における齲蝕象牙質と健全象牙質
いくつかの虫歯除去法では、虫歯の影響を受けた象牙質を結合基質として残すことになり、主に間接覆髄法で行われます。
齲蝕象牙質への即時接着強度は健全象牙質に比べて20～50%低く、齲蝕感染象牙質ではさらに低いことが報告されています[4] 。齲蝕の進行はこれとどのように相関するのでしょうか？まず、齲蝕の進行はミネラル含有量の減少、多孔性の増大、そして象牙質コラーゲン構造とその分布の変化を引き起こします。これらの変化は象牙質の機械的特性、例えば硬度、剛性、引張強度、弾性率、乾燥時の収縮率の著しい低下を引き起こし、その結果、ハイブリッド層内外の象牙質は咬合力下で凝集破壊を起こしやすくなります[4] 。
齲蝕の影響を受けた象牙質のミネラル含有量が低いため、リン酸や酸性モノマーは正常な象牙質よりもマトリックスをより深く脱灰し、露出したコラーゲンマトリックスにさらに多くの水分が残留することになります。[4]
樹脂と象牙質の結合を改善するにはどうすればよいでしょうか?
湿潤象牙質
象牙質の結合を決定づける重要な要素の一つはコラーゲンです。象牙質をエッチングすると、象牙質構造のスメア層とミネラルが除去され、コラーゲン繊維が露出します。ミネラルが除去された領域は水で満たされ、コラーゲンの可塑剤として機能し、コラーゲンを膨張した柔らかい状態に保ちます。これは、樹脂と象牙質の結合のための空間が確保されることを意味します。しかし、これらのコラーゲン繊維は乾燥状態では崩壊する可能性があり、マトリックスの有機層が変性すると、樹脂が象牙質と結合してハイブリッド層を形成するのが阻害されます。
そのため、象牙質接着を成功させるには、象牙質が湿潤状態、つまり濡れた状態であることが不可欠です。これは、プライマーにエタノールやアセトンといった水溶性有機溶剤が含まれているためです。アセトンは水と反応するため、モノマーの象牙質への浸透が促進され、マイクロメカニカルな接着が向上します。また、水はコラーゲン繊維の崩壊を防ぐため、レジンと象牙質間の浸透と接着がより良好になります。
象牙質を湿潤状態に保つには、エッチング液を洗い流した後、圧縮空気で象牙質を乾燥させないことが推奨されます。代わりに、高容量の吸引吸引器で余分な水分を除去し、ガーゼや脱脂綿で象牙質に残った水分を拭き取ります。象牙質表面は光沢を帯びているはずです。
象牙質表面が濡れすぎていると、水が樹脂プライマーを希釈し、コラーゲンネットワーク内の部位と競合して、ハイブリッド層の形成を妨げます。
象牙質表面が乾燥しすぎると、コラーゲン繊維の崩壊や象牙質の脱灰が起こり、接着強度が低下する可能性があります。
塗布中の親水性プライマーまたは接着剤の撹拌
十分な象牙質水分を保つことに加え、2段階エッチング・リンス接着剤を塗布する際にプライマーを撹拌することが、脱灰したコラーゲン繊維への最適な浸透に重要であると考えられる。[8]また、接着剤層とハイブリッド層に残留する水分の蒸発を助け、ナノ漏れを防ぐ可能性もある。[9]
NCCLの修復において、プライム＆ボンドNTの性能を、擦過なし、軽度の擦過、および強めの擦過の3種類で比較した臨床試験では、強めの擦過群では24ヶ月の臨床使用後も修復物の92.5%が保持されました。他の2つの群では、修復物の保持率はわずかに低く、82.5%でした。[10]
参照
参考文献
- ^ ニコルソン, ジョン・W. (2011). 「接着歯科」.接着技術ハンドブック. ベルリン、ハイデルベルク: Springer Berlin Heidelberg. pp. 1461– 1483. doi :10.1007/978-3-642-01169-6_56. ISBN 978-3-642-01168-92025年4月15日閲覧。
コンポジットレジン自体は接着性がなく、ボンディング剤と呼ばれる別の接着剤と併用する必要があります。ボンディング剤は「世代」で特徴付けられることが多く、現在では第7世代のボンディングシステムが利用可能です。
- ^ ニコルソン, ジョン・W. (2018). 「接着歯科」.接着技術ハンドブック. シュプリンガー・インターナショナル・パブリッシング. pp. 1703– 1728. doi :10.1007/978-3-319-55411-2_56. ISBN 978-3-319-55410-52025年4月15日閲覧。
ボンディング剤は、窩洞形成後に歯の表面に塗布されます。この過程で、「スミア層」と呼ばれる変性した象牙質層が形成されます。現代のボンディング剤は、「エッチング＆リンス型」（スミア層が除去される）と「セルフエッチング型」（スミア層がボンディング層に取り込まれる）のいずれかです。どちらの方法を用いる場合でも、結果としてコンポジットレジンを塗布する表面処理が施されます。
- ^ Anusavice, Kenneth J. (2013). Phillips' Science of dental materials . Elsevier. ISBN 978-1-4377-2418-9. OCLC 1074830397.
- ^ abcde Tjäderhane, L (2015年1月). 「象牙質接着：持続させることはできるか？」.歯科治療学. 40 (1): 4–18. doi :10.2341/14-095-BL. ISSN 0361-7734.
- ^ abcd Harald O Heymann、Edward Swift Jr、Andre V Ritter. Sturdevant's Art & Science of Operative Dentistry: A South Asian Edition .
- ^ ab 中林信夫、中村光夫、安田昇（1991年7月）「ハイブリッド層による象牙質接着機構」Journal of Esthetic and Restorative Dentistry . 3 (4): 133–138. doi :10.1111/j.1708-8240.1991.tb00985.x. ISSN 1496-4155.
- ^ Geetha Astana、Girish Parmar（2014年10月）「レビュー記事 – ハイブリッド層：歯科接着の基礎」Journal of Government Dental College and Hospital 01 : 46–50.
- ^ Tay FR, Frankenberger R, Krejci I, et al. 「シングルボトル接着剤は重合後に透過膜として挙動する。I. 生体内証拠。」J Dent 32:611–621, 2004.
- ^ Reis A, Pellizzaro A, Dal-Bianco K, et al.「湿潤象牙質および乾燥象牙質への接着剤塗布が長期レジン-象牙質接着強度に与える影響」Oper Dent 32:380–387, 2007.
- ^ Loguercio AD, Rafo J, Bassani F, et al: 2段階エッチング＆リンス接着剤を擦り込み動作で塗布した非齲蝕性歯頸部病変における24ヶ月臨床評価. Clin Oral Investig 15:589–596, 2011.
参照
- 象牙質接着剤：概要
