ナノアパタイトをグラフトしたグラスファイバーベースの歯内療法用ポストの物理的、機械的、3次元構造的特性を評価するための実験的研究

A laboratory study to assess the physical, mechanical, and 3-D structural properties of nano-apatite grafted glass fibre-based endodontic posts.

抄録

目的:

ナノハイドロキシアパタイト（nHA）グラフトおよび非グラフトのグラスファイバーベースの歯内療法用ポストを作製し、その特性を評価する。

AIM: To fabricate and characterise nano-hydroxyapatite (nHA) grafted and non-grafted glass fibre-based endodontic posts.

方法論:

実験用グラスファイバーポストは、シラン化したnHAグラフト（ex-HA）および非グラフトグラスファイバー（ex-P）強化樹脂を用いて作製した。構造分析と形態学的パターンは、それぞれフーリエ変換赤外分光法と走査型電子顕微鏡で分析した。対照群としてEverStick®グラスファイバーポスト（eS）を用いた。転換度，曲げ強度，曲げ弾性率を調べ，走査型電子顕微鏡で破断構造を評価した。ヒトの抜歯した歯に根管を形成し，実験用および対照用のポストで修復した。7日目，30日目，90日目に根尖象牙質を用いて押し出し接着強さを評価し，1日目，7日目，30日目，90日目にマイクロコンピュータ断層撮影法を用いて界面のボイドの有無を測定した。Shapiro-Wilk検定とone way ANOVA post-hoc Tukey' testを行った。有意性のレベルは0.05とした。

METHODOLOGY: Experimental glass fibre posts were fabricated using silanised nHA grafted (ex-HA) and non-grafted glass fibre (ex-P) reinforced resins. The structural analysis and morphological patterns were analysed with Fourier Transform Infrared Spectroscopy and Scanning Electron Microscopy, respectively. EverStick® glass fibre posts (eS) were used as a control group. The degree of conversion, flexural strength, and flexural modulus was investigated and the fractured structure was evaluated with a Scanning Electron Microscope. Root canals were prepared in human extracted teeth restored with experimental and control posts. The push-out bond strength was evaluated with radicular dentine at days 7, 30, and 90, and the presence of voids at the interface were measured at day 1, 7, 30, and 90 with micro-computed tomography. The Shapiro-Wilk test and one way ANOVA post-hoc Tukey' test were performed. The level of significance was set at 0.05.

結果:

SEMとFTIRにより，ガラス繊維上にシランカップリング剤が存在することが確認された。EX-HAポストは，EX-Pポストと比較して有意に低い変換度であったが（p＝0.0008），eSポストと比較して有意に高い変換度であった（p＝0.0014）。曲げ強度の最大値は，ex-HAポストで得られ，ex-Pポストと比較して有意な差はなく（p = 0.366），eSポストと比較して有意な差があった（p = 0.029）。曲げ弾性率は、ex-HA、ex-P、eSの各ポストで有意に差があった（p＝0.037）。同様に，7日目と30日目の押し出し接着強さは，ex-HAポストがex-PポストやeSポストに比べて有意に高かった（p = 0.037）。ボイドの体積は、各グループ間で非線形の挙動を示し、ポスト間での有意差はなかった。

RESULTS: The SEM and FTIR confirmed the presence of a silane-coupling agent on the glass fibres. The ex-HA post had a significantly lower degree of conversion compared to the ex-P post (p = 0.0008), but a significantly high conversion than the eS post (p = 0.0014). The maximum flexural strength value was obtained with the ex-HA post with an insignificant difference (p = 0.366) compared to ex-P post and a significant difference (p = 0.029) compared to the eS post. The flexural modulus of ex-HA, ex-P, and eS posts significantly different (p = 0.037). Similarly, the ex-HA post had a significantly higher push-out bond strength at days 7 and 30 (p = 0.037) compared to the ex-P and eS posts. The volume of voids had a non-linear behaviour among the groups with no significant difference between the posts.

おわりに:

実験用ポストの作製は成功し、ex-HAポストはex-Pポストに比べて曲げ強度と押し出し接着強度が大きかった。また、ex-HAポストはex-PポストやeSポストに比べて改質の度合いが低かった。また、ex-HAおよびex-Pポストのボイド量は、eSポストよりも少なかった。

CONCLUSION: The fabrication of the experimental posts was successful and the ex-HA post had greater flexural strength and push-out bond strength compared to the ex-P post. The degree of conversion of ex-HA post was lower than the ex-P and eS posts. The volume of voids of ex-HA and ex-P posts were lower than the eS posts.