レジンでう蝕を充填した部位は、時間が経つと再び虫歯になることがあります。充填物自体が壊れるのではなく、歯とレジンをつなぐ接着層が先に弱まり、その隙間から細菌が入り込むためです。中国・吉林大学の研究チームが、象牙質と化学的に結合する成分と銀ナノ粒子を組み合わせ、接着力と抗菌力を同時に狙った歯科用接着剤を開発し、その効果を実験室で確認した研究を最近発表しました。
接着層が先に崩れる
二次う蝕は、充填物を再治療する最も多い理由とされています。複数の国の診療記録を集めた調査では、再治療した充填物のうち最大59%が二次う蝕によるものでした。歯を削った後にレジンを接着する接着剤は、象牙質のミネラルを酸で溶かし、そこに露出したコラーゲン線維の間にレジンを浸透させて「ハイブリッド層」という接着境界をつくります。問題は、この境界が時間とともに弱くなることです。レジンが十分に満たせなかった隙間に水分が残り、歯自体が持つコラーゲン分解酵素(MMP)が働き始めると、露出したコラーゲンが分解されます。その隙間から細菌が入り込んで定着すると、二次う蝕につながります。歯科用接着剤は、酸処理後に洗い流す方式から酸とプライマーを併用する方式を経て、最近のユニバーサルボンディングまで進化してきましたが、ハイブリッド層が弱くなる問題そのものは今も残る課題とされています。
コラーゲンと結合し細菌を殺す成分を加えた
研究チームは、この接着剤に二つの機能を加えました。一つは「4-ホルミルフェニルアクリレート(FA)」という成分で、象牙質のコラーゲンと直接化学結合を形成し、接着境界を化学的にさらに強く結びつけます。同じ研究室が以前発表した似た構造の架橋成分でも、コラーゲンと結合して分解酵素の攻撃を減らす仕組みが確認されていました。もう一つは、接着剤の中で直接合成した銀ナノ粒子です。銀ナノ粒子を歯科材料に加える試みは、臼歯の溝を埋めて虫歯を防ぐ小窩裂溝封鎖剤(シーラント)でも行われていました。そちらがまだ虫歯になっていない歯の表面をあらかじめ塞ぐ予防材料であるのに対し、今回の研究はすでに虫歯を治療して充填した部位の接着剤に銀ナノ粒子を加えた点が異なります。二つの成分を一つの接着剤にまとめ、接着力と抗菌力を両立させようとしたことが今回の研究の核心です。
接着強度と抗菌力、実験室で確認された
研究チームは、この接着剤を塗って接着した歯の試片で、接着直後と人工的に劣化処理した後の接着強度をそれぞれ測定しました。新しい接着剤を使った側は、両時点とも一般的な接着剤より接着強度が高く、接着面から水分が浸み込む微小漏洩も少なかったです。虫歯を引き起こす代表的な細菌であるミュータンス菌を接着面で培養したところ、細菌膜(バイオフィルム)の代謝活動と生存菌数が明らかに減少し、コラーゲン分解酵素の活性も抑えられることが分かりました。ただし、これらの結果はすべて実験室内の歯の試片と培養細菌を対象にしたもので、人の口腔内で実際に長く持続するかを確認する臨床試験はまだ行われていません。
同じ問題を狙った他の試み
接着境界が弱くなる問題を解決しようとする試みは、今回の研究のほかにも複数あります。ムール貝の接着タンパク質から着想を得て亜鉛とポリドーパミンを接着剤に混ぜた研究は、劣化処理後の接着強度が既存の接着剤の1.9倍まで高まったと報告しており、生体活性ガラス粒子を混ぜて接着境界で自らミネラルが再び蓄積するようにするアプローチも出ています。それぞれ物質は異なりますが、水分が残る隙間を減らし、コラーゲンを保護し、細菌を防ぐという目標は同じです。今回の研究は、その中でも化学結合と抗菌、酵素抑制を一つの接着剤の中で同時に実現した点で、多機能接着剤開発の最近の流れを示しています。