新規アルギン配合生理活性ガラス58Sケイ酸カルシウム系根管シーラーの作製と特性評価

Fabrication and characterisation of novel algin incorporated bioactive-glass 58S calcium-silicate-based root canal sealer.

抄録

背景/目的:

バイオセラミックベースの根管シーラーは、その優れた特性から年々使用量が増加している。本研究では、新規なアルギン入り生体活性ガラス58Sケイ酸カルシウム（Bio-G）シーラーを作製し、その表面微細構造と化学組成を市販のバイオセラミックシーラー（BioRoot RCSおよびiRoot SP）と比較して特徴付けることを目的とした。

BACKGROUND/PURPOSE: The usage of bioceramic-based root canal sealers has escalated over the years due to their excellent properties. The present study aimed to fabricate a novel algin incorporated bioactive glass 58S calcium-silicate (Bio-G) sealer and characterise its surface microstructure and chemical compositions in comparison to commercially available bioceramic sealers (BioRoot RCS and iRoot SP).

材料と方法:

実験用Bio-Gシーラーの粉末は、合成されたBG 58S粒子、ケイ酸カルシウム、二酸化ジルコニア、炭酸カルシウム、およびバインダーとしてのアルギン酸粉末からなる。液体は5%塩化カルシウム溶液であった。標準化したディスク試料を、製造業者の指示に従って、各シーラー群について5枚ずつ作製した。その後、走査型電子顕微鏡(SEM)、エネルギー分散型X線分光法(EDS)、フーリエ変換赤外分光法(FTIR)、X線回折法(XRD)を用いて試験を行う前に、シーラーディスク試料を37℃、相対湿度95％のインキュベーターに72時間静置した。

MATERIALS AND METHODS: The powder form of experimental Bio-G sealer consisted of synthesised BG 58S particle, calcium silicate, zirconia dioxide, calcium carbonate and alginic acid powder as binder. The liquid composed of 5% calcium chloride solution. Five standardised disc specimens were prepared for each sealer group according to the manufacturer's instructions. Subsequently, sealer disc-specimens were placed in an incubator at 37 °C, 95% relative humidity for 72 h to allow setting prior to testing under scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), Fourier transformed infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray diffraction (XRD).

結果:

実験用Bio-Gシーラーは、BioRoot RCSおよびiRoot SPと同程度のクラスターに凝集した0.5μmから105μmの不規則なマイクロサイズの粒子を示した。EDSミクロ分析の結果、Bio-Gは酸素、ケイ素、カルシウムの含有量が高く、アルミニウムと塩化物はBioRoot RCSと同様であった。一方、FTIRおよびXRDの結果から、すべてのシーラーにはケイ酸カルシウム水和物、炭酸カルシウム、二酸化ジルコニウムが主に含まれていることが示唆されたが、Bio-Gからはケイ酸カルシウムアルミニウム酸化物が検出された。

RESULTS: Experimental Bio-G sealer revealed irregular micro-sized particles ranging from 0.5 μm to 105 μm aggregated in clusters comparable to those of BioRoot RCS and iRoot SP. EDS microanalysis showed that Bio-G had high content of oxygen, silicon, and calcium, with the presence of aluminium and chloride similar to BioRoot RCS. Meanwhile, the FTIR and XRD findings suggested that all sealers predominantly contained calcium silicate hydrate, calcium carbonate, and zirconium dioxide, while calcium aluminium silicate oxide was detected in Bio-G.

結論:

今回の新規Bio-Gシーラーは、望ましい粒度分布と許容できる純度を示した。今後の研究により、その特性と臨床応用の可能性を探る必要がある。

CONCLUSION: The present novel Bio-G sealer demonstrated desirable particle size distribution and acceptable degree of purity. Future studies are warranted to explore its properties and clinical application.