ナノバブルで強化された抗菌剤。再生歯内療法に向けた有望なアプローチ

Nanobubble-Enhanced Antimicrobial Agents: A Promising Approach for Regenerative Endodontics.

抄録

はじめに:

本研究では、ナノバブル（NB）水の特性と、再生歯内療法に用いられるスミア層除去および消毒剤の効率強化に及ぼす影響について検討した。

INTRODUCTION: In this study, we investigated the properties of nanobubble (NB) water and its effect on smear layer removal and strengthening the efficiency of disinfecting agents used in regenerative endodontic treatment.

方法:

NBジェネレーターでNB水を生成した。NBサイズ，濃度，pHを測定した．豚の歯をハンドファイルにより60mmに拡大し，NB水または17％EDTAで灌流するか，灌流を行わなかった。走査型電子顕微鏡を用いて，潅注剤のスミア層除去能力を評価した（9根/群）．その他のサンプル（6根/グループ）は，象牙質の微小硬度を測定するためにVickers硬度試験に供した．ブタ歯の根管腔内に蒸留水またはNB水と混合した自家蛍光テトラサイクリンを設置し，蛍光実体顕微鏡を用いて象牙細管への薬液浸透深さを可視化した（5根/グループ）．消毒実験では，ヒト歯根を調製し，オートクレーブ滅菌後，Enterococcus faecalisを3週間植菌し，消毒実験を行った．その後，(1) 5.25% NaOClによる標準針灌流（SNI），(2) 5.25% NaOClと超音波照射（US），(3) 5.25% NaOCl+XPフィニッシャー（XP），(4) 1.5% NaOClによるSNI，(5) 1.5% NaOClとNB水中SNIにより管路消毒を行った（5 root/group）．歯は分割してLIVE/DEAD BackLightで染色し、共焦点レーザースキャン顕微鏡（CLSM）を用いて、管腔の冠状、中間、頂部3分の1の位置で可視化した。各深度（50，100，150μm）における象牙細管内の死菌/全菌の比率を算出した．

METHODS: NB water was generated in a NB Generator. The NB size, concentration, and pH were measured. Porcine teeth were enlarged to size 60 by using hand-files and irrigated with either NB water or 17% EDTA or received no further irrigation. The ability of irrigants to remove the smear layer was evaluated by using a scanning electron microscope (9 roots/group). Other samples (6 roots/group) were subjected to Vickers hardness test to determine the dentin microhardness. Autofluorescent tetracycline mixed with distilled water or NB water was placed inside the root canal space of porcine teeth, and the depth of medicament penetration into the dentinal tubules was visualized by using fluorescent stereomicroscope (5 roots/group). For the disinfection experiment, human roots were prepared, autoclaved, and inoculated with Enterococcus faecalis for 3 weeks. Canals were then disinfected by (1) standard needle irrigation (SNI) with 5.25% NaOCl, (2) 5.25% NaOCl with ultrasonication (US), (3) 5.25% NaOCl + XP finisher (XP), (4) SNI with 1.5% NaOCl, or (5) SNI with 1.5% NaOCl in NB water (5 roots/group). Teeth were split open and stained with LIVE/DEAD BackLight and visualized by using confocal laser scanning microscope (CLSM) at the coronal, middle, and apical thirds of the canal. The ratio of dead/total bacteria in the dentinal tubules at various depth levels (50, 100, and 150 μm) was calculated.

結果:

NB水は17％EDTAよりもスミア層の除去効果が高く，テトラサイクリンを1mm以上象牙細管に浸潤させることができた．NB水は17％EDTAと比較して象牙質の微小硬度を変化させなかった（P<.05）．50μmの深さでは，CLSM分析により，冠状根，中間根および頂端根において，NB水中の1.5％NaOClと潅流活性化あり/なしの5.25％NaOClに統計的有意差は認められず（P>.05），すなわちこれらの群は1.5％NaOClよりも強い殺菌力を示した（P <.05) ．深部（100および150μm）では，より高濃度のNaOClが，NB水を含むまたは含まない1.5％NaOClよりも効果的であった．5.25% NaOClは、ほとんどの深度において、灌漑活性化あり/なしで統計的に有意な差は認められなかった（P>.05）。

RESULTS: NB water was more effective in removing smear layer than 17% EDTA and could allow infiltration of tetracycline into the dentinal tubule more than 1 mm. NB water did not alter the dentin microhardness compared with 17% EDTA (P < .05). At 50-μm depth, CLSM analysis showed no statistically significant difference between 1.5% NaOCl in NB water and 5.25% NaOCl with or without irrigation activation at the coronal, middle, and apical root segments (P > .05), ie, these groups had stronger bacterial killing than 1.5% NaOCl (P < .05). At deeper levels (100 and 150 μm), higher concentrations of NaOCl were more effective than 1.5% NaOCl with or without NB water. No statistically significant difference was noted between 5.25% NaOCl with and without irrigation activation at most depth levels (P > .05).

結論:

NB水は象牙質の微小硬度を変化させることなく，スミア層の除去と薬液の管内浸透を促進することができる．大口径管モデルでは，NB水は低濃度NaOClの管内消毒能力を50μmまで向上させるようである．一方，灌流活性化（USまたはXP）の使用は，SNIと比較して，象牙細管への殺菌力の付加は認められなかった．これらの結果から、NB水は歯内療法用潅流剤および薬剤の補助剤として有望であることが示唆された。

CONCLUSIONS: NB water can allow smear layer removal and enhance tubular penetration of medicaments without changing dentin microhardness. In large canal models, NB water appears to improve the tubular disinfection capacity of lower concentration of NaOCl up to 50 μm. On the other hand, the use of irrigation activation (US or XP) did not provide any added disinfection into the dentinal tubules compared with SNI. These results suggest that NB water may be a promising adjunct to endodontic irrigants and medicaments.