歯科根管封鎖用フッ素添加生理活性ガラス製注入性ハイドロゲルの合成と解析

Synthesis and analyses of injectable fluoridated-bioactive glass hydrogel for dental root canal sealing.

抄録

本研究では、フッ素を添加した生理活性ガラス（F-BG）をベースとした、歯内療法に応用可能な感温性注入性ハイドロゲルの合成を目的とした。フーリエ変換赤外分光法とX線回折法を用いて構造解析と相分析を行った。調製した注入剤の硬化時間は、21℃（超音波スカラーの存在下および非存在下）および37℃で調べた。流動性はISO-6876:2012の規格に従って試験し、注射性は21、22、23ゲージの針を用いた押し出し法で確認した。7日目と90日目のin vitro生体接着性と押し出し接着強度を調べ、市販のTotalFill®と比較した。イオン放出プロファイルは、誘導結合プラズマ発光分光法を用いて最大30日間分析した。フッ化物放出分析は、イオン選択電極を用いて脱イオン水および人工唾液中で21日間まで定期的に行った。21℃，21℃+超音波スカラーおよび37℃における最終硬化時間は，それぞれ38.66±3.21分，29.12±1.23分および32±3.46分であった．流動性は25±3.94 mmであり、23ゲージ針での注入性係数は22、21、57%で≧70.3であった。脱イオン水中でのフッ素徐放量は人工唾液中よりも有意に高く，時間の経過とともに増加した．接着強さは7日目と90日目の間で有意差が認められ、強さは増加し、歯面に新しいアパタイト層が形成された。カルシウムイオン，リン酸イオンおよびケイ素イオンの急速な放出が初期に認められ，これらのイオンの連続的な放出は30日まで観察された．調製したF-BG注射用ハイドロゲルは有望な結果を示し、歯内療法用シーラーとして使用できる可能性がある。

This study aimed to synthesize fluoride-doped bioactive glass (F-BG) based thermo-sensitive injectable hydrogel for endodontic applications. The structural and phase analyses were done with Fourier Transform Infrared spectroscopy and X-ray Diffraction, respectively. The setting time of prepared injectable was investigated at 21°C (in the presence and absence of an ultrasonic scalar) and at 37°C. Flowability was tested according to ISO-6876:2012 specifications, whereas injectability was checked by extrusion method using 21-, 22-, and 23-gauge needles. The in vitro bio-adhesion and push-out bond strength were studied on days 7 and 90 and compared with the commercially available TotalFill®. The ion release profile was analyzed for up to 30 days with Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectroscopy. The fluoride release analysis was conducted periodically for up to 21 days in deionized water and artificial saliva using an ion-selective electrode. The final setting time at 21°C, 21°C+ultrasonic scalar, and 37°C were 38.66±3.21, 29.12±1.23, and 32±3.46 min, respectively. The flowability was 25±3.94 mm, and the injectability coefficient was ≥70.3 for 22, 21, and 57% in a 23-gauge needle. Fluoride release in deionized water was found to be significantly higher than in artificial saliva and increased with time. A significant difference in bond strength was found between days 7 and 90, where the strength was increased, and a new apatite layer was formed on the tooth surface. A rapid release of calcium, phosphate, and silicon ions was seen initially, whereby the continuous release of these ions was observed for up to 30 days. The prepared F-BG injectable hydrogel has shown promising results and has the potential to be used as an endodontic sealer.