根管治療用ファイルの破折事故、明暗を分けたのは温度だった

神経の治療（根管治療）の最中に、根管内で回転させていたファイルが破折する事故は、決して珍しくない合併症です。最近、インド・インドネシア・マレーシアの共同研究チームは、ファイル表面と根管内部を2度まで冷やしながら回転させる「冷却器具操作法（cryo-instrumentation）」を提案しました。実験室での検証の結果、この方法はファイルが破折するまでに耐えられる回転数を従来より約53%増やし、湾曲した根管でも元の形状をより正確にたどることが分かりました。歯を削る切削能力はそのまま維持されました。

ファイルが破折すると何が起こるのか

ファイル破折（器具破折）は、根管治療において治療結果を脅かす代表的な合併症とされています。回転するファイルが狭く湾曲した根管の中で繰り返し曲げ伸ばしされると（繰り返し疲労）、金属に微細な亀裂が蓄積し、そこに回転によるねじれが加わることで、最終的にファイルの先端が折れて根管内に残ってしまいます。中国の複数の歯科大学が共同で発表した専門家合意文書は、こうして残ったファイルを取り除く過程で歯に穴が開いたり（穿孔）、歯根が折れたりする危険があり、最後まで取り除けなければ治療の成功率にも影響しうるとまとめています。

この問題を減らそうとする試みは、歯科材料の歴史とともにありました。かつて手で回して使っていたステンレススチール製ファイルは、ニッケルチタン（NiTi）合金製の回転式ファイルへと置き換わり、柔軟性と速度を手に入れました。その後、熱処理によって金属の結晶構造を変えた「コントロールドメモリー（CM）」ファイルが登場し、柔軟性がさらに高まりました。見つけにくい神経管を見つけ出すガイド・ナビゲーション技術が根管を「見つける」問題を扱ったものだとすれば、ファイル破折は根管を見つけた後にも残る「折らずに扱う」問題です。

温度によって性質が変わる金属

ニッケルチタン合金は、温度によって二つの結晶構造を行き来します。温度が低いときに優勢になるマルテンサイト（martensite）状態はより柔軟で繰り返し疲労に強く、温度が上がると優勢になるオーステナイト（austenite）状態はより硬く、繰り返し疲労に弱くなります。コントロールドメモリーファイルはマルテンサイトの比率を高めて作られていますが、体温（37度）で使用するとオーステナイト側に傾き、その利点が薄れてしまいます。

東京医科歯科大学の研究チームが熱処理を施したファイル5種と熱処理をしていないファイル1種を比較した結果、室温（25度）では熱処理を施したファイルの方が明らかに長く耐えましたが、体温（37度）に上げるとその差が縮まり、いくつかのファイルは熱処理をしていないファイルと変わらなくなりました。2017年の米国の研究でも、ファイル3種を3度・22度・37度・60度の水に浸して回転させたところ、おおむね温度が上がるほど破折までに耐えられる回転数が減少しました。

冷やしながら根管を形成する

今回の研究チームは、熱処理済みファイルであるハイフレックスCM（HyFlex CM、コルテン・ウェイデント社）を、同社の冷却スプレー「エンドフロスト（Endo-Frost）」で表面を冷やし、根管内部も2度に調整した生理食塩水で洗浄しながら使用しました。これを体温と同じ37度の条件で使用したファイルと比較し、両条件とも湾曲角度が20度を超えるヒトの歯根管、およびそれを模した透明レジンモデルで実験しました。

ファイルが破折するまでに耐えた平均回転数は、体温条件で1025回だったのに対し、冷却条件では1572回と、約53%増加しました。歯を削った程度は、施術前後の3次元エックス線（CBCT）撮影によって測定されましたが、両条件の間に明確な差はなく、切削能力はそのまま維持されたことが分かりました。根管の湾曲した形状をどれだけ正確にたどるかを示す指標では、根管入口付近では差がなかったものの、中間部と先端部では冷却条件が明らかに優れた結果を示しました。体温条件の硬くなったファイルが湾曲の一方を削り取って経路をまっすぐに伸ばしてしまう傾向があったのに対し、冷却条件のより柔軟になったファイルは元の湾曲をそのままたどったと解釈されています。

まだ確認されていないこと

この結果は一つの研究チームが実験室でファイル1種を用いて得たものであり、他の機関や他のファイルブランドでも同様の結果が得られるかはまだ確認されていません。人の口の中の根管内の温度を施術中ずっと2度に保つことも、実際には容易ではありません。研究チームは、冷たい灌流液を入れた後も10秒程度は低い温度が維持されるという先行観察をもとに、ファイルを短く区切って使いながら冷たい灌流液を繰り返し注入すれば、その効果をある程度持続させられるだろうと考えていますが、これはまだ検証されていない仮説です。診療にかかる時間がどれだけ増えるかも、今後の研究が答えるべき課題です。それでもなお、今回の研究は温度がファイルの耐久性を変えるという事実を、実際に試すことのできる施術手順に落とし込んだ最初の試みだという点で、ファイル破折という根管治療の古くからの課題に、温度調節という新たな変数を加えました。