歯やインプラントに装着する取り外し可能な補綴物用の歯科用磁石アタッチメントの腐食について

Corrosion of dental magnet attachments for removable prostheses on teeth and implants.

抄録

目的:

長い間、歯科用補綴物の固定に磁石を使用してきたが、生体適合性がないことや、磁石が口腔内で腐食しやすいことが原因で失敗してきた。これらのことから、耐腐食性があり、気密性が高く、機能的にしっかりとしたシーリングで磁性合金を封止する必要があります。製品や分析方法が異なるため、現代の製品で得られた知見と、まばらでかなり古い文献の試験結果を比較することは不可能である。そこで、本研究の目的は、歯や歯科インプラントに使用する現代の磁性アタッチメントの腐食挙動を標準化して比較することであった。

PURPOSE: For a long time, the use of magnets for the anchorage of dental prostheses failed due to lack of biocompatibility and the magnets' high susceptibility to corrosion in the mouth. These facts make encapsulation of the magnetic alloy with a corrosion-resistant, tight, and functionally firm sealing necessary. Due to different products and analysis methods, it is not feasible to compare the findings for contemporary products with the sparse and rather old test results in the literature. Therefore, the aim of this study was the standardized control and the comparison of the corrosion behavior of modern magnetic attachments for use on teeth and dental implants.

材料と方法:

異なる合金（NdFeB、SmCo、Ti、CrMoMnTiFeなど）のインプラントや天然歯に装着する磁性アタッチメントの37個の部品について、製造業者から納入されたもの、または製造業者の指示に従って製作されたものを、静的浸漬分析（ISO 10271:2001）を用いて腐食挙動を調べた。同じデザインの各製品について、4つの試験片を使用した。ケースに入っていないSmCo磁石を対照とした。腐食液に浸してから1日、4日、7日、28日後に分析を行った。溶出液は，発光分光分析法（μg/cm(2)）を用いて，それぞれの部品の合金成分を定量的に調べた。その結果をISO規格22674:2006の要求事項と比較した。さらに、28日後の溶液中の既存の腐食生成物も定義した。結果は記述的および統計的に分析され，可能な限りの有意差が判定された（t-testおよびMann-Whitney-Wilcoxon rank-sum test; p < 0.05）。

MATERIALS AND METHODS: Thirty-seven components of magnetic attachments on implants and natural teeth from different alloys (NdFeB, SmCo, Ti, CrMoMnTiFe, etc.) as delivered by the manufacturers or fabricated according to their instructions were examined for their corrosion behavior using the statical immersion analysis (ISO 10271:2001). Four specimens of every product with the same design were used. An uncased SmCo magnet served as control. Analyses after 1, 4, 7, and 28 days of the storage in corrosion solution were made. The eluate was examined quantitatively on the alloy components of the respective component with the help of optical emission spectrometry (microg/cm(2)). The results were compared to the requirements of ISO standard 22674:2006. In addition, existing corrosion products were also defined in the solution after 28 days. The results were analyzed descriptively and statistically to determine possible significant differences (t-test and Mann-Whitney-Wilcoxon rank-sums test; p < 0.05).

結果:

すべての試験品に金属イオンの溶出が認められた。1日後と4日後の溶出量は，すべての試料で異なっていた．インプラントアバットメントのグループでは，7日後のイオン放出量が最も高かった（すべての測定値はμg/cm(2)）．Fe（13.94，Magfit-IP-IDNドーム型），Pd（1.53，Medical-anchor），Cr（1.32，Magfit-IP-IDNドーム型），Ti（1.09，Magfit-IP-IDNアバットメント），Co（0.81，Medical-anchor），B（0.6，Magfit-IP-IDNドーム型）であった。28日後、分析したイオン放出量は不規則に増加した。Fe（173.58、Magfit-IP-IDNドーム型）、Pd（44.17、Medical-anchor）、Cr（2.02、Magfit-IP-IDNドーム型）、Ti（2.11、Magfit-IP-IDNアバットメント）、Co（26.13、Medical-anchor）、B（1.77、Magfit-IP-IDNドーム型）、Nd（79.18、Magfit-IP-IDNドーム型）となった。天然歯に磁気システムを装着したグループでは、7日後のイオン放出量が最も多かったのは、Fe（4.81、Magfit DX 800 Keeper）、Cr（1.18、Magfit DX 800 Keeper）、Pd（0.21、Direct System Keeper）、Ni（0.18、WR-Magnet S3 small）、Co（0.12、Direct System Keeper）、Ti（0.09、Magna Cap - Mini）であった。28日後、分析されたイオン放出量は不均一に増加した。Fe（31.92、Magfit DX 800 Keeper）、Cr（6.65、Magfit DX 800 Keeper）、Pd（18.19、Direct System Keeper）、Ni（0.61、WR-Magnet S3 small）、Co（10.94、Direct System Keeper）、Ti（0.83、Magna Cap - Mini）、およびPd（2.78、EFM Alloy）。一方、ケースなしの対照磁石では、7日後にSmイオン(55.06)とCoイオン(86.83)、28日後にSmイオン(603.91)とCoイオン(950.56)が指数関数的に放出された。試験したすべての製品の腐食生成物の放出は、制限値である200μg/cm(2) (ISO 22674:2006)を大幅に下回っていた。対照的に、カプセル化されていない対照磁石はその制限値を大幅に超えていた。

RESULTS: Dissolved metal ions could be found on all tested products. The release after 1 and 4 days was different for all specimens. In the group of implant abutments, the highest ion release after 7 days was found (all measurements microg/cm(2)): Fe (13.94, Magfit-IP-IDN dome type), Pd (1.53, Medical-anchor), Cr (1.32, Magfit-IP-IDN dome type), Ti (1.09, Magfit-IP-IDN abutment), Co (0.81, Medical-anchor), and B (0.6, Magfit-IP-IDN dome type). After 28 days, the analyzed ion release increased irregularly: Fe (173.58, Magfit-IP-IDN dome type), Pd (44.17, Medical-anchor), Cr (2.02, Magfit-IP-IDN dome type), Ti (2.11, Magfit-IP-IDN abutment), Co (26.13, Medical-anchor), B (1.77, Magfit-IP-IDN dome type), and Nd (79.18, Magfit-IP-IDN dome type). In the group of magnetic systems on natural teeth, the highest ion release after 7 days was found for Fe (4.81, Magfit DX 800 keeper), Cr (1.18, Magfit DX 800 keeper), Pd (0.21, Direct System Keeper), Ni (0.18, WR-Magnet S3 small), Co (0.12, Direct System Keeper), and Ti (0.09, Magna Cap - Mini). After 28 days, the analyzed ion release increased non-uniformly: Fe (31.92, Magfit DX 800 Keeper), Cr (6.65, Magfit DX 800 Keeper), Pd (18.19, Direct System Keeper), Ni (0.61, WR-Magnet S3 small), Co (10.94, Direct System Keeper), Ti (0.83, Magna Cap - Mini), and Pd (2.78, EFM Alloy). In contrast, the uncased control magnet showed an exponential release after 7 days of Sm ions (55.06) and Co-ions (86.83), after 28 days of Sm ions (603.91) and Co ions (950.56). The release of corrosion products of all tested products stayed significantly under the limit of 200 microg/cm(2) (ISO 22674:2006). In contrast, the non-encapsulated control magnet exceeded that limit significantly.

おわりに:

ISO 10271:2001に基づいて、歯や歯科インプラントに使用する最新の磁石アタッチメントの腐食挙動を分析したところ、すべての試験片で金属イオンが溶解していました。また、1つの製品では磁石が腐食していた。この製品については、キャッピングの改善が望まれます。ISO 22674:2006で規定されている限界値に達した製品はありませんでした。すべての製品は，歯科用途に適していると思われる。粘膜や組織に対する特定の生体適合性や細胞毒性の可能性に関しては，さらなる研究が望まれる。

CONCLUSION: The analysis of the corrosion behavior of modern magnetic attachments for use on teeth and dental implants according to ISO 10271:2001 showed that metal ions had dissolved on all specimens. In the case of one product, the magnet corroded. For this product, an improvement of the capsulation would be desirable. None of the products reached the limit specified in ISO 22674:2006. All products seem to be suitable for dental application. Further studies in regard to the specific biocompatibility and possible cytotoxic effects on mucosa and tissue would be desirable.