歯の再石灰化のための多孔性リン酸塩ベースの生体活性ガラス/β-TCP足場

Porous phosphate-based bioactive glass /β-TCP scaffold for tooth remineralization.

抄録

メキシコでは、歯周病や外傷によって歯の全部または一部が失われると、食べ物を噛んだり削ったりすることができなくなり、発音が困難になったり、口腔内の美観が損なわれたりするなどの症状が現れる。メキシコ保健省の口腔衛生問題の予防、発見、制御のための特定行動プログラム（2013-2018年）の調査結果によると、メキシコでは、保健サービスの報告によると、口腔疾患は人口の87％に影響を及ぼすとされており、妊婦や糖尿病患者が重度の歯周病や歯の喪失を呈するリスクが最も高いことが強調されている。調査された集団におけるう蝕の有病率は92.6％で、主に40歳代における歯周病の有病率は95％以上であった。この調査の目的は、リン酸塩系生体活性ガラス、β相リン酸三カルシウム、酸化ジルコニウムを可変量用いて、革新的な化学組成の多孔性3Dスキャフォールドを製造し、その特性を明らかにすることである。この足場製造法は、粉末冶金とポリマー発泡という2つの技術を組み合わせたものである。この研究で得られた結果は、機械的に試験した足場がヒトの海綿骨の範囲内の圧縮強度と弾性率の値を示したことから有望であった。一方、7日目と14日目に人工唾液に浸したサンプルのin vitro評価では、カルシウム／リン比＝1.6が示された。この値は、報告されている最先端の数値と同じであり、骨や歯のミネラル相に相当する。同様に、ジルコニアを含まない足場の表面全体に花のような形態の沈殿が観察された。一方、0.5および1.0 mol%のジルコニアを添加したサンプルでは、ハイドロキシアパタイトの形成が少なく、足場の溶解とジルコニアの添加量との間に直接的な相関関係が認められた。

The total or partial loss of teeth in the Mexican population due to periodontal diseases and trauma causes the development of other conditions, such as limitations in chewing and grinding food, pronunciation difficulties, and oral aesthetic alterations. In Mexico, oral diseases have been described to affect 87% of the population, according to reports by the health services, emphasizing that pregnant women and patients with diabetes mellitus have the highest risk of presenting with severe periodontal diseases or tooth loss, according to findings by the Mexican Health Department's Specific Action Program for the prevention, detection, and control of oral health problems (2013-2018). There was a 92.6% prevalence of dental caries in the population examined, and the prevalence of periodontal problems, mainly in 40-year-olds, was above 95%. The objective of this investigation was to manufacture and characterize porous 3D scaffolds with innovative chemical compositions, using phosphate-based bioactive glass, beta-phase tricalcium phosphate, and zirconium oxide, in variable quantities. The scaffold manufacturing method combined two techniques: powder metallurgy and polymer foaming. The results obtained in this research were promising since the mechanically tested scaffolds showed values of compressive strength and modulus of elasticity in the range of human trabecular bone. On the other hand, the in vitro evaluation of the samples immersed in artificial saliva at days 7 and 14 presented the calcium/phosphorus ratio = 1.6; this value is identical to the reported state-of-the-art figure, corresponding to the mineral phase of the bones and teeth. Likewise, the precipitation of the flower-like morphology was observed on the entire surface of the scaffold without zirconia; this morphology is characteristic of hydroxyapatite. On the other hand, the samples with 0.5 and 1.0 mol% zirconia showed less hydroxyapatite formation, with a direct correlation between scaffold dissolution and the amount of zirconia added.