歯石（歯科）
下顎前歯の舌側表面、歯肉線に沿って、強い着色と歯石の沈着が見られる。
X線画像上の歯石沈着（赤い矢印で示される）

歯科において、歯石は歯垢（プラーク）の一種で、唾液や歯肉溝滲出液（GCF）に含まれるミネラルが歯垢に沈着することで発生します。この沈着過程において歯垢内の細菌細胞は死滅しますが、形成された粗く硬化した表面は、さらなるプラーク形成に理想的な表面を提供します。これが歯石の蓄積につながり、歯肉（歯ぐき）の健康を損ないます。歯石は、歯肉線に沿って形成される場合（歯肉上）と、歯と歯肉の間にある狭い歯肉溝内に形成される場合（歯肉下）の両方に形成されます。

歯石の形成は、口臭、歯肉退縮、慢性的な歯肉炎など、多くの臨床症状と関連しています。歯石の形成源となるプラークは、ブラッシングとフロッシングで除去できます。しかし、一度形成された歯石は硬すぎて（しっかりと付着して）、歯ブラシでは除去できません。歯石の蓄積は、超音波器具や歯科用ハンドツール（歯周スケーラーなど）で除去できます。

語源

この語はラテン語のcalculus（小さな石）に由来し、calx（石灰岩、石灰）から派生している。[ 1 ]おそらくギリシア語のχάλιξ chalix（小さな石、小石、瓦礫）と関連があり、[ 2 ]多くはインド・ヨーロッパ祖語の「割る、砕く」の語源に由来する。[ 3 ] Calculusは様々な種類の石を指す言葉だった。この言葉から、calculate（数学的な目的のために石を使う）やcalculusなど多くの現代語が派生し、18世紀には腎臓結石や歯のミネラルなど、人体や動物の体内に偶発的に蓄積するミネラルを指すようになった。[ 3 ]

一方、歯石もギリシャ語（ tartaron）に由来しますが、これは樽の内部に付着する白い付着物（別名：酒石酸カリウム、一般には酒石酸クリームとして知られる）を指す用語です。19世紀初頭には、歯に付着したリン酸カルシウムを指す用語として使われるようになりました。 [ 4 ]

化学組成

歯石は、無機成分（ミネラル）と有機成分（細胞および細胞外マトリックス）の両方で構成されています。

歯肉上歯石の場合

歯肉上歯石のミネラル含有量は、歯列内の位置に応じて約40～60％の範囲であり、[ 5 ]主にリン酸カルシウム結晶で構成され、4つの主要なミネラル相に分かれています。以下はリン酸とカルシウムの比率が増加する順に記載されています。

有機成分は、約85%が細胞性で、15%が細胞外マトリックスです。[ 5 ]歯垢と歯石内の細胞密度は非常に高く、1ミリグラムあたり約2億個の細胞が含まれています。[ 6 ] [ 7 ]歯石内の細胞は主に細菌ですが、少なくとも1種の古細菌（Methanobrevibacter oralis）と数種の酵母（例：Candida albicans）も含まれています。歯石内の有機細胞外マトリックスは、主にタンパク質と脂質（脂肪酸、トリグリセリド、糖脂質、リン脂質） [ 5 ]、および細胞外DNAで構成されています。[ 6 ] [ 8 ]唾液タンパク質、 [ 9 ]植物DNA、 [ 10 ]乳タンパク質、[ 11 ]デンプン顆粒、[ 12 ] 繊維、[ 13 ]煙の粒子など、宿主、食事、環境由来の微量の微小な破片も歯石の中に含まれています。[ 14 ]

歯肉下歯石

歯肉縁下歯石は、ほぼ2つの成分から構成されています。1つは嫌気性細菌の化石で、その生物学的組成はリン酸カルシウム塩に置き換わっており、もう1つは化石細菌と結合して歯石を形成したリン酸カルシウム塩です。[ 15 ]

以下の鉱物は、X線回折によって歯石中に検出されます。

歯石の形成

歯石は通常、電子顕微鏡と光学顕微鏡の両方で容易に観察できる層状に形成されます[ 17 ]。[ 9 ]これらの層は歯垢の定期的な石灰化イベント中に形成されますが[ 18 ]、これらのイベントのタイミングと誘因は十分に解明されていません。歯石の形成は個人差が大きく、口内の場所も異なります。歯石の形成に影響を与える変数は数多く特定されており、年齢、性別、民族的背景、食事、口腔内の位置、口腔衛生、細菌性歯垢の組成、宿主の遺伝的特徴、専門的な歯科治療へのアクセス、身体障害、全身性疾患、喫煙、薬物や医薬品などが挙げられます[ 18 ] 。

歯肉縁上歯石は、上顎臼歯の頬側（頬）面と下顎切歯の舌側（舌）面に最も多く形成されます。[ 18 ]これらの部位は、耳下腺と舌下腺に近いため、唾液の流量が多くなります。

歯肉縁下歯石は歯肉線の下に形成され、通常は黒色色素を持つ細菌の存在によって黒ずんでいます。[ 18 ]細菌の細胞は、歯肉出血時にヘムから得られる鉄の層で覆われています。[ 19 ]化石化した細菌が最初に歯肉縁下歯の表面のある部分に他の部分よりも引き寄せられる理由は完全には解明されていません。しかし、最初の層が付着すると、電荷によってより多くの歯石成分が同じ場所に自然に引き寄せられます。これは、歯石に含まれるリン酸カルシウム塩が電気的に不安定なイオンとして存在するためです（歯の主成分であるリン酸カルシウムとは異なります）。化石化した細菌はむしろ無秩序に積み重なり、自由に浮遊しているイオン成分（リン酸カルシウム塩）が隙間を埋めます。[ 15 ]

結果として生じる硬化構造はコンクリートに例えることができ、化石化した細菌が骨材の役割を果たし、より小さなリン酸カルシウム塩がセメントの役割を果たします。この「硬化した」歯石の形成は、歯周病とその治療の核心です。[ 15 ]

臨床的意義

歯石の保持表面により、さらに歯垢が蓄積されます。

歯垢の蓄積により、歯肉が刺激されて炎症を起こし、これを歯肉炎といいます。歯肉がひどく刺激され、歯肉を歯や歯の周囲の骨につなぐ結合組織繊維が失われると、歯周炎といいます。歯垢は歯周炎の唯一の原因ではありませんが、多くの場合、主病因と呼ばれます。口腔内に十分長い時間残っている歯垢は、最終的に石灰化して歯石になります。[ 18 ] 歯石は、歯垢の形成と保持の増加の罠となるため、歯肉の健康に有害です。したがって、歯石は、局所的な歯垢の蓄積を引き起こす他の要因とともに、歯周炎の二次病因と呼ばれています。

歯垢が歯肉縁上にある場合、細菌内容物には好気性細菌と酵母菌が多く含まれます[ 20 ]。これらの細菌は酸素を利用して生存することができます。歯肉縁下の歯垢には嫌気性細菌が多く含まれます。嫌気性細菌の中には、歯を取り囲んで支えている特殊な組織である歯周組織に強い炎症反応を引き起こす抗原性タンパク質を分泌するものもあります[ 21 ] 。歯周組織の炎症が長引くと、歯を歯肉につなぐ歯肉線維が弱くなり、歯周炎の2つの大きな特徴となります。歯肉縁上の歯石形成はヒトではほぼ普遍的ですが[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]、程度は異なります。歯周炎を患う人のほぼ全員に、相当量の歯肉下歯石の沈着が見られます。[ 18 ]歯垢中の細菌は、心血管疾患[ 25 ]や早産による低体重児出産と関連していることが報告されていますが[ 26 ] 、歯周炎がこれら2つの疾患の重要な危険因子であるという決定的な証拠はまだありません。[ 27 ]

防止

ピロリン酸塩やクエン酸亜鉛を配合した歯磨き粉は、統計的に有意なプラーク蓄積の減少をもたらすことが示されていますが、クエン酸亜鉛の効果は非常に小さいため、その臨床的重要性は疑問視されています。[ 28 ] [ 29 ]歯垢の沈着がなくても、ペリクルの直接的な石灰化によって歯石が形成される場合があります。

他の動物における結石

他の動物における歯石の形成はヒトほど研究されていないが、多くの種で形成されることが知られている。犬や猫などのペットには、大きな歯石が頻繁に蓄積する。[ 30 ]反芻動物やウマ科動物など、研磨性の高い食事をしている動物は、厚い沈着物を形成することは稀で、代わりに金属光沢や乳白色を帯びている薄い歯石沈着物を形成する傾向がある。[ 31 ]動物では、歯石を歯冠セメント質と混同してはならない。 [ 32 ]歯冠セメント質は、歯肉縁下の歯根を包んでいる石灰化した歯組織の層で、歯周病により徐々に失われる。

考古学的意義

考古学的サンプルでは、​​歯石に微粒子、 DNA、タンパク質がよく保存されていることが示されています。[ 33 ] [ 34 ]これらの分子に含まれる情報から、宿主の口腔内微生物叢や病原体の存在に関する情報が明らかになります。[ 35 ]また、食事源を特定したり[ 36 ]、食事の変化を研究したり[ 37 ] 、時には工芸活動の証拠を発見したりすることも可能です。[ 38 ]

形成後の歯石の除去

歯垢と歯石の沈着は、口腔疾患の発症と進行における主要な病因です。歯科衛生士の業務範囲の重要な部分は、歯垢と歯石の沈着物の除去です。これは、歯の表面のデブリードマン用に特別に設計された器具を用いて行われます。[ 39 ] [ 40 ]歯石の沈着物はブラッシングやフロッシングだけでは除去できないため、これらの器具を用いた治療は不可欠です。疾患を効果的に管理し、口腔の健康を維持するためには、歯石の沈着物を頻繁に徹底的に除去する必要があります。歯科衛生治療の推奨頻度は、登録された専門家によって決定され、個々の患者のニーズによって異なります。[ 41 ]考慮される要因には、個人の全体的な健康状態、喫煙、存在する歯石の量、専門家が推奨するホームケアルーチンの遵守などがあります。[ 42 ]

手動器具は、歯に形成されたプラークと歯石の沈着物を除去するために歯科専門家が使用する特別に設計されたツールです。[ 39 ] [ 40 ]これらのツールには、スケーラー、キュレット、ジャケット、ホー、ファイル、チゼルが含まれます。[ 39 ] [ 40 ]各タイプのツールは、口内の特定の領域で使用するように設計されています。[ 40 ]一般的に使用される器具には、先端が尖っていて、主に歯肉縁上で使用される鎌状スケーラーがあります。[ 39 ] [ 40 ]キュレットは、主に歯肉縁下の歯石の除去、歯根表面の平滑化、および歯周ポケットの洗浄に使用されます。[ 39 ] [ 43 ]キュレットは、ユニバーサル器具と領域特定器具の 2 つのサブグループに分けられます。ユニバーサルキュレットは複数の領域で使用できますが、領域特定器具は特定の歯の表面用に設計されています。[ 40 ]グレーシーキュレットは、部位特異的キュレットの一般的な種類です。[ 40 ]部位特異的キュレットはその設計により、根面への適合性が高く、ユニバーサルキュレットよりもわずかに効果的です。[ 39 ] [ 40 ]鍬、ノミ、ファイルはスケーラーやキュレットほど広く使用されていません。これらは、キュレットやスケーラーだけでは除去できない大量の歯石や頑固な歯石を除去する際に効果的です。[ 39 ]ノミと鍬は歯石の帯状の除去に使用され、ファイルは光沢のある歯石や頑固な歯石を粉砕するために使用されます。[ 39 ]

超音波スケーラーはパワースケーラーとも呼ばれ、歯石、着色、歯垢の除去に効果的です。また、ルートプレーニング、掻爬、外科的デブリードマンにも有用です。[ 39 ]超音波スケーラーを使用すると、手用器具のみを使用する場合よりも頑固な歯石や着色をより効果的に除去できるだけでなく、超音波を手用器具の補助として使用した場合に最も満足のいく臨床結果が得られることは明らかです。[ 39 ]超音波スケーラーには、圧電型と磁歪型の2種類があります。これらのハンドピースの両方に使用されている振動材により、スケーラーの先端が18,000～50,000 Hzの高速で振動します。[ 39 ]各スケーラーの先端は、歯石の除去に異なる振動パターンを使用します。[ 39 ]磁歪式パワースケーラーの振動は楕円形で、先端のすべての側面を活性化しますが、圧電振動は線形で、先端の両側でより活発になります。[ 39 ]

超音波スケーラー用の特別なチップは、口腔内の様々な部位や歯石の蓄積量に合わせて設計されています。大きなチップは、歯肉縁下または歯肉縁上の重度の歯石沈着に使用され、細いチップは、より徹底的な歯肉縁下デブリードマント用に設計されています。[ 39 ]高周波振動が歯石やプラークを緩めると、チップで熱が発生します。[ 39 ]デブリードマント中にチップの先端に水を噴射して冷却するとともに、歯肉を洗浄します。[ 39 ]超音波スケーラーのチップの最初の1～2 mmのみが除去に最も効果的であるため、沈着物を破砕するには歯石に直接接触する必要があります。[ 39 ]スケーラーのチップが歯の表面に接触し続けるように小さな調整が必要ですが、斜め、水平、または垂直方向のストロークを重ね合わせることで、適切な歯石除去が行われます。[ 39 ]

歯肉縁下歯石除去の潜在的にもっと効果的な方法に関する現在の研究は、Er,Cr:YSGGレーザーなどの近紫外線および近赤外線レーザーの使用に焦点を当てています。[ 44 ] [ 45 ]歯周病治療におけるレーザーの使用は、細くて柔軟なファイバーにより、アクセスが困難な歯周ポケットにレーザーエネルギーを送達できるため、従来の手動器具に比べて独自の臨床的利点があります。[ 45 ] Er,CR:YSGGレーザーなどの近赤外線レーザーは、その発光波長が歯石沈着物の大部分を占める水に高度に吸収されるため、歯石除去の効果的な補助として提案されています。[ 45 ]近赤外線Er,Cr:YSGGレーザーの最適出力設定1.0Wは、歯根スケーリングに効果的であることが示されています。[ 45 ]近紫外線レーザーも有望視されており、歯科医師は、手動器具使用時にしばしば生じる歯の下にある健康な構造を除去することなく、歯石の沈着物を素早く除去することができる。[ 44 ]さらに、近紫外線レーザーは、歯石除去のために様々な照射角度で効果的である。[ 44 ]除去効率の相違は、レーザーの使用角度ではなく、歯石沈着物の物理的および光学的特性によるものである。[ 44 ]歯科衛生士は、法律で許可されている場合、レーザーの使用に関する追加の理論的および臨床的トレーニングを受ける必要がある。[ 46 ]

参照

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