ヒトエナメル質の引張接着強さとう蝕抵抗性に及ぼすパルスNd:YAGレーザーの影響

Effects of pulsed Nd:YAG laser on tensile bond strength and caries resistance of human enamel.

抄録

本研究の目的は、ヒトエナメル質に対するレジンの引張接着強さ（TBS）およびヒトエナメル質のう蝕抵抗性に及ぼすパルスNd:YAGレーザーの影響を評価することである。このin vitro研究では、合計201本のヒト小臼歯を使用した。水冷下で低速切削機を用いて、各試験片に4×4mm以上の平坦なエナメル質表面を作製した。21個の試料を7群に分け、無処理、35%リン酸エッチング（30秒）、パルスNd:YAGレーザー照射（30秒）を5種類のレーザーパラメーターの組み合わせで行い、形態観察を行った。さらに100個の試験片をTBS試験に使用した。これらの試料は、自己硬化型アクリル樹脂に埋入され、無作為に10群に分けられた。グループデザインに従ってエナメル質表面の前処理を行った後、レジンを塗布した。TBS値は万能試験機を用いて試験した。残りの80個の試料は、耐酸性評価のために無作為に8群に分けられた。走査型電子顕微鏡（SEM）の結果，1.5W/20Hzおよび2.0W/20Hzで処理したエナメル質表面は，他のレーザーパラメーターの組み合わせのものよりもエッチング様の外観を示した．1.5W/15Hzと1.5W/20Hzのレーザーパラメーターの組み合わせは、TBS試験において効率的であることがわかった。レーザー照射群の平均TBS値14.45±1.67MPaは、未処理群（3.48±0.35MPa）より有意に高かったが、35%リン酸群（21.50±3.02MPa）より低かった。最も高い平均TBS値は26.64±5.22MPaで、レーザー照射と酸エッチングの併用群であった。耐酸性評価から、パルスNd:YAGレーザーはエナメル質の脱灰を防ぐのに有効であることが示された。破折したエナメル質表面，レジンとエナメル質の界面，脱灰深さのSEM結果は，TBS試験および耐酸性評価の結果と一致した．エナメル質表面前処理法としてのパルスNd:YAGレーザーは，特にう蝕感受性集団や最近漂白した歯牙を有する人々に対する臨床応用の可能性を示した．

This study aims to evaluate the effects of pulsed Nd:YAG laser on the tensile bond strength (TBS) of resin to human enamel and caries resistance of human enamel. A total of 201 human premolars were used in this in vitro study. A flat enamel surface greater than 4 × 4 mm in area was prepared on each specimen using a low-speed cutting machine under a water coolant. Twenty-one specimens were divided into seven groups for morphology observations with no treatment, 35% phosphoric acid etching (30 seconds), and laser irradiation (30 seconds) of pulsed Nd:YAG laser with five different laser-parameter combinations. Another 100 specimens were used for TBS testing. They were embedded in self-cured acrylic resin and randomly divided into 10 groups. After enamel surface pretreatments according to the group design, resin was applied. The TBS values were tested using a universal testing machine. The other 80 specimens were randomly divided into eight groups for acid resistance evaluation. Scanning electron microscope (SEM) results showed that the enamel surfaces treated with 1.5 W/20 Hz and 2.0 W/20 Hz showed more etching-like appearance than those with other laser-parameter combinations. The laser-parameter combinations of 1.5 W/15 Hz and 1.5 W/20 Hz were found to be efficient for the TBS test. The mean TBS value of 14.45 ± 1.67 MPa in the laser irradiated group was significantly higher than that in the untreated group (3.48 ± 0.35 MPa) but lower than that in the 35% phosphoric acid group (21.50 ± 3.02 MPa). The highest mean TBS value of 26.64 ± 5.22 MPa was identified in the combination group (laser irradiation and then acid etching). Acid resistance evaluation showed that the pulsed Nd:YAG laser was efficient in preventing enamel demineralization. The SEM results of the fractured enamel surfaces, resin/enamel interfaces, and demineralization depths were consistent with those of the TBS test and the acid resistance evaluation. Pulsed Nd:YAG laser as an enamel surface pretreatment method presents a potential clinical application, especially for the caries-susceptible population or individuals with recently bleached teeth.