10 年間の使用を想定したフッ化物配合歯磨剤およびフッ化物無配合歯磨剤によるブラッシング後のチタン表面性状．

Titanium surface topography after brushing with fluoride and fluoride-free toothpaste simulating 10 years of use.

抄録

目的:

フッ化物配合歯磨剤およびフッ化物無配合歯磨剤を用いた 10 年間のブラッシングを模擬した処置後のチタン表面形状を比較する対照研究を実施する。

OBJECTIVES: To conduct a controlled study contrasting titanium surface topography after procedures that simulated 10 years of brushing using toothpastes with or without fluoride.

方法:

市販の純チタン（cp Ti）とTi-6Al-4Vディスク（6 mm Ø×4 mm）を鏡面研磨し，6群（n=6）に分け，脱イオン水（W），フッ素入り歯磨き粉（T），フッ素入り歯磨き粉（FT）による浸漬（I）またはブラッシング（B）を実施した．表面形状は，3 次元画像と平均粗さを得るために，原子間力顕微鏡を用いてベースライン（処理前）と処理後に評価した．浸漬処理では，試料をブラッシングせずにビヒクルに浸漬した．ブラッシングを行った試料は，軟毛歯ブラシを用いたリニアブラシマシーンを用いて処理を行った。IFT および BFT 試料は，走査型電子顕微鏡とエネルギー分散型 X 線分光法 (EDS) により分析した．処理前と処理後の値は、ペアのStudent T-test（α=.05）を用いて比較された。グループ間の比較は、Tukey post-test (α=.05)を用いたone-way ANOVAで行われた。

METHODS: Commercially pure titanium (cp Ti) and Ti-6Al-4V disks (6 mm Ø×4 mm) were mirror-polished and treated according to 6 groups (n=6) as a function of immersion (I) or brushing (B) using deionised water (W), fluoride-free toothpaste (T) and fluoride toothpaste (FT). Surface topography was evaluated at baseline (pretreatment) and post-treatment, using atomic force microscope in order to obtain three-dimensional images and mean roughness. Specimens submitted to immersion were submerged in the vehicles without brushing. For brushed specimens, procedures were conducted using a linear brushing machine with a soft-bristled toothbrush. Immersion and brushing were performed for 244 h. IFT and BFT samples were analysed under scanning electron microscope with Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS). Pre and post-treatment values were compared using the paired Student T-test (α=.05). Intergroup comparisons were conducted using one-way ANOVA with Tukey post-test (α=.05).

結果:

cp Tiの平均粗さ（ナノメートル）は、治療前と治療後を比較すると、以下の通りであった。iw, 2.29±0.55/2.33±0.17; it, 2.24±0.46/2.02±0.38; ift, 2.22±0.53/1.95±0.36; bw, 2.22±0.42/3.76±0.45; bt, 2.27±0.55/16.05±3.25; bft, 2.27±0.51/22.39±5.07 となった。Ti-6Al-4Vディスクで測定した平均粗さ（ナノメートル単位）（処理前/処理後）は、以下の通りであった。iw, 1.79±0.25/2.01±0.25; it, 1.61±0.13/1.74±0.19; ift, 1.92±0.39/2.29±0.51; bw, 2.00±0.71/2.05±0.43; bt, 2.37±0.86/11.17±2.29; bft, 1.83±0.50/15.73±1.78 となった。浸漬後の有意差は見られなかった（p>.05）。ブラッシングにより，cp TiとTi-6Al-4Vの粗さが増加した（p<.01）．cp TiはBW，BT，BFT処理後に形状が変化したが，Ti-6Al-4VはBTとBTFのみ有意差があった．EDSでは，金属表面からフッ化物イオンやナトリウムイオンは検出されなかった．

RESULTS: cp Ti mean roughness (in nanometers) comparing pre and post-treatment were: IW, 2.29±0.55/2.33±0.17; IT, 2.24±0.46/2.02±0.38; IFT, 2.22±0.53/1.95±0.36; BW, 2.22±0.42/3.76±0.45; BT, 2.27±0.55/16.05±3.25; BFT, 2.27±0.51/22.39±5.07. Mean roughness (in nanometers) measured in Ti-6Al-4V disks (pre/post-treatment) were: IW, 1.79±0.25/2.01±0.25; IT, 1.61±0.13/1.74±0.19; IFT, 1.92±0.39/2.29±0.51; BW, 2.00±0.71/2.05±0.43; BT, 2.37±0.86/11.17±2.29; BFT, 1.83±0.50/15.73±1.78. No significant differences were seen after immersions (p>.05). Brushing increased the roughness of cp Ti and of Ti-6Al-4V (p<.01); cp Ti had topographic changes after BW, BT and BFT treatments whilst Ti-6Al-4V was significantly different only after BT and BTF. EDS has not detected fluoride or sodium ions on metal surfaces.

結論:

歯磨き粉への暴露（浸漬）は，それ自体はチタンに影響を与えないが，歯磨き粉の使用はチタンの表面形状や粗さに影響を与える．歯磨き粉の研磨剤とフッ化物の関連作用は，チタンブラッシング表面の粗さを増加させるようである．

CONCLUSIONS: Exposure to toothpastes (immersion) does not affect titanium per se; their use during brushing affects titanium topography and roughness. The associated effects of toothpaste abrasives and fluorides seem to increase roughness on titanium brushed surfaces.