象牙質における酸腐食の破壊抵抗性の低下という悪影響に関する研究

Study on the adverse effect of acid-corrosion on the dentin in terms of degradation of fracture resistance.

抄録

ヒトの象牙質は長期的な進化により階層的な構造を持つことが知られている。象牙質の脱灰に代表されるう蝕は、象牙質周囲象牙質(PTD)と象牙質間象牙質(ITD)の酸溶解に対する反応の違いに起因すると考えられている。本研究では，酸溶解による象牙質の腐食による破壊靭性（FT）の低下という観点から，酸が象牙質に及ぼす悪影響を明らかにする．走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて，同じ荷重をかけた正常象牙質と酸処理象牙質のき裂進展性能の違いを可視化した．PTDの欠損が象牙質の耐破壊性（FR）の性能に及ぼす影響を解析するために、3次元シミュレーション可能な代表体積要素（RVE）を開発した。その結果，PTDが象牙質の破壊抵抗性を高める上で重要な役割を果たすことが示され，象牙質の構造的完全性の重要性が明らかになった．

Human dentin is known for its hierarchical structure through long-term evolution. Dental caries, embodied by dentin demineralization, is ascribed to a different reaction between peritubular dentin (PTD) and intertubular dentin (ITD) to acid dissolution. This study sheds light on the adverse effect of acid on dentin in terms of degradation of its fracture toughness (FT) due to the acid dissolution-induced corrosion of PTD. A scanning electronic microscope (SEM) is utilized to visualize the difference between normal and acid-treated dentin subjected to the same loading method in terms of crack propagation performance. 3D simulative representative volume elements (RVEs) are developed to analyze the effect of PTD missing on the performance of dentin fracture resistance (FR). The results indicate PTD plays a significant role in enhancing dentin FR capability and thus reveals the importance of structural integrity for dentin.