生理活性リン酸カルシウムナノ粒子製剤による歯科組織の再石灰化

Dental tissue remineralization by bioactive calcium phosphate nanoparticles formulations.

抄録

最近のヘルスケア製品は、リン酸カルシウム系生理活性ナノ化合物（イオンドープハイドロキシアパタイトと前駆体である非晶質リン酸カルシウムナノ粒子）によってエナメル質の再石灰化と象牙細管の咬合をもたらすと主張する製剤をベースとしています。本研究では、市販されている代表的な再石灰化歯磨き粉とムースについて、その構造と性能を初めて評価し、試験し、比較することを目的としました。製剤は、その組成を決定し、生物活性化合物およびドーピング元素の存在を調査するために特徴づけられた。また、従来のフッ素配合歯磨剤を参考品として使用した。また，ヒトの硬組織において，エナメル質の再石灰化と象牙細管咬合の有効性を生体外で検討した．Ca-P系生理活性ナノ化合物を含むすべての製剤は、ヒトヒドロキシアパタイトの形態と組成を示す層のエピタキシャル成長により再石灰化能を示した。また、このような層にはナノシリカクラスターも埋め込まれていた。特に、ハイドロキシアパタイトと非晶質リン酸カルシウム化合物に少量のCO、F、Mg、Srをドープした場合、このような性能を得るためには、ドーピング元素やカゼインホスホペプチドの存在が不可欠であると思われた。 ムース状の局所製剤は、その組成とは無関係に、歯磨き粉よりも高い尿管閉塞能力を示していた。したがって、試験したすべての製剤は、う蝕につながる歯の脱灰過程と対照的に、生体模倣的に歯構造を修復するのに有用であると考えられる。

Recent health care products are based on formulations claimed to provide enamel remineralization and dentinal tubules occlusion through calcium-phosphate bioactive nanocompounds (ion-doped hydroxyapatite and precursor, amorphous calcium phosphate nanoparticles). This study aimed to characterize, test, and compare for the first time the structure and performance of a representative, market-available sample of remineralizing toothpastes and topical mousses. Formulations were characterized to determine their composition and investigate the presence of bioactive compounds and doping elements. A conventional fluoride-containing toothpaste was used as reference. The enamel remineralization and efficacy of dentinal tubules occlusion by tested formulations were investigated ex vivo on human hard tissues. All formulations containing Ca-P bioactive nanocompounds showed remineralizing ability by epitaxial growth of a layer showing the morphology and composition of human hydroxyapatite. Such layers also embedded nanosilica clusters. The presence of doping elements or casein phosphopeptide seemed essential to allow such performances, especially when hydroxyapatite and amorphous calcium phosphate compounds were doped with small amounts of CO, F, Mg, and Sr. Topical mousse formulations showed a higher tubules occlusion capability than toothpastes, independently from their composition. Therefore, all tested formulations could be useful in restoring tooth structures in a biomimetic way, contrasting dental demineralization processes leading to caries.