カロトロピス・ギガンテア・ナノ粒子で改質した従来の歯列矯正用接着剤の抗菌特性とせん断接着強さの評価．インビトロ試験

Evaluation of Antimicrobial Properties and Shear Bond Strength of Conventional Orthodontic Adhesive Modified With Calotropis gigantea Nanoparticles: An In Vitro Study.

抄録

はじめに:

歯列矯正固定装置治療における接着剤によるブラケットの接着は、白点病変（WSL）と関連している。エナメル質表面の脱灰を防ぐためには、抗菌性を有する接着剤の開発が有利である。本研究では、従来の歯列矯正用接着剤に葉から調製した異なる濃度のナノ粒子（NPs）を配合した実験的接着剤の抗菌性およびせん断接着強さ（SBS）特性を評価し、非配合の従来の接着剤と比較した。

INTRODUCTION: Bonding of brackets with adhesives during orthodontic fixed appliance therapy is associated with white spot lesions (WSLs). An adhesive developed with an antimicrobial property is advantageous to prevent decalcification of the enamel surface. The current study assesses the antimicrobial and shear bond strength (SBS) characteristics of an experimental conventional orthodontic adhesive incorporated with different concentrations of nanoparticles (NPs) prepared from the leaves of and compares them with non-admixed conventional adhesive.

材料と方法:

歯列矯正の目的で治療的に抜歯した合計40本の前臼歯を、n=10ずつ4つの均等なグループに無作為に割り付けた。対照群Iでは、ブラケット接着に未変性の従来型接着剤を使用した。3つの実験グループ、グループII、グループIII、グループIVでは、それぞれ1％、5％、10％の濃度のNPを混ぜた改良型従来型接着剤でブラケットを接着した。複合ディスクの抗菌活性の評価には、寒天ウェル拡散試験とディスク寒天拡散（DAD）試験を用いた。各群のSBSは万能試験機で測定した。

MATERIALS AND METHODS: A total of 40 premolar teeth therapeutically extracted for orthodontic purposes were randomly assigned to four equal groups of n = 10 each. In control Group I, unmodified conventional adhesive was used to bond the brackets. In the three experimental groups, Group II, Group III, and Group IV, the brackets were bonded with modified conventional adhesive admixed with the NPs in concentrations of 1%, 5%, and 10%, respectively. The agar well diffusion test and the disc agar diffusion (DAD) test were utilized for assessing the anti-microbial activity of the composite discs. The SBS of the groups was determined by a universal testing machine.

統計分析:

一元配置分散分析（one-way ANOVA）とTukey'sonestly significant difference (HSD) post-hoc testを用い、群間のせん断接着強さと微生物阻止帯径の差を確率（p）値0.05以下を統計的有意差として分析した。

STATISTICAL ANALYSIS: A one-way ANOVA and Tukey's honestly significant difference (HSD) post-hoc test was used to analyze the difference in shear bond strength and microbial inhibition zone diameter between the groups with a probability (p) value of equal to or less than 0.05 as statistical significance.

結果:

ナノ粒子無添加のグループIの平均SBSは6.99±0.75 MPaであった。SBS値はナノ粒子の濃度に反比例して減少した：グループII（1% NP）は6.29±0.67MPa、グループIII（5% NP）は4.40±0.47MPa、グループIV（10% NP）は1.98±0.21MPaであり、統計的に有意であった（p < 0.001）。NPの配合により、従来の接着剤の実際の微生物効力は低下した。

RESULTS: The mean SBS for Group I without nanoparticles is 6.99±0.75 MPa. The SBS value decreased inversely in proportion to the concentration of NPs: Group II (1% NP) 6.29±0.67 MPa; Group III (5% NP) 4.40±0.47 MPa; and Group IV (10% NP) 1.98±0.21 MPa, which is statistically significant (p < 0.001). The incorporation of NPs resulted in a decrease in the actual microbial potency of the conventional adhesive.

結論:

単離したNPを単独で使用した場合、抗菌効果があることが証明されたが、NPを混和した歯列矯正用接着剤は相加的な効果を示さず、SBS値はNPの濃度が高くなるにつれて低下した。

CONCLUSION: Isolated NPs, when used alone, proved to have antimicrobial efficacy, but orthodontic adhesives admixed with NPs showed no additive effect, and SBS values decreased with increased concentrations of NPs.