研磨剤としてミネラルクレイを配合した歯磨剤の開発とエナメル質の物理的性質に及ぼす影響

Development of toothpaste formulations containing mineral clays as abrasive agents and their effects on the physical properties of dental enamel.

抄録

研磨剤としてカオリン、スパークレーSGY、ターシルCGYの3種類の鉱 物粘土を配合した実験用歯磨剤を使用し、歯磨き後のエナメル質表面の微小硬 度（KHN）、表面粗さ（Ra）、色調パラメータCIELAB（∆E *）、CIEDE 2000（∆E ）、歯科用白色度指数（∆WI）の物性および地形的側面を評価した。走査型電子顕微鏡（SEM）を用いてトポグラフィ解析を行った。実験には合計96頭の牛切歯を用いた。これらは8つの実験グループ（n=12）に分けられた：すなわち、NC-ネガティブコントロール（無処置）、CT12-コルゲート トータル12®、CMP-コルゲート® Máxima Proteção Anticáries、K-カオリン実験用歯磨剤、SGY-Sparclay SGY実験用歯磨剤、CGY-Tersil CGY実験用歯磨剤、SD-SiO実験用歯磨剤、CC-CaCO実験用歯磨剤である。すべてのサンプルは、5000サイクルの機械的ブラッシング・プロトコルに供され、人工唾液中で毎日交換された。KHNは経時的反復測定の混合線形モデルで分析した。Raは、ノンパラメトリックのKruskal Wallis検定およびDunn検定により群間比較を行った。実験時間を比較するために、一対のWilcoxon検定が実行された。すべての解析はR*ソフトウェアを用い、有意水準5%で行った。EXP_SGYはEXP_SiOおよびEXP_CaCOよりも高いKHNを記録したが、EXP_KはCMPと比較してRaの増加を示した（p=0.0229）。また、△WIには有意な変化は認められなかった（p=0.0852）。SEMの結果から、ミネラルクレイタイプを添加した実験用歯磨剤による歯磨きは、エナメル質の研磨性および平滑性に有意な影響を及ぼさなかった。臨床的意義：ミネラルクレイは化粧品産業において幅広い用途があり、最近ではヴィーガン歯磨き粉の処方にも使用されている。

To assess the physical properties and topographical aspect of dental enamel's surface microhardness (KHN), surface roughness (Ra), and color parameters CIELAB (∆E *), CIEDE 2000 (∆E ), and whiteness index for dentistry (∆WI ) after toothbrushing with experimental toothpaste formulations with the following mineral clay types: kaolin, Sparclay SGY, and Tersil CGY used as abrasive component. Scanning electron microscopy (SEM) was performed for topographical analyses purposes. A total of 96 bovine incisors were used in the experiment. They were divided into eight experimental groups (n = 12), namely: NC-negative control (no treatment), CT12-Colgate Total 12®, CMP-Colgate® Máxima Proteção Anticáries, K-kaolin experimental toothpaste, SGY-Sparclay SGY experimental toothpaste; CGY-Tersil CGY experimental toothpaste, SD-SiO experimental toothpaste, and CC-CaCO experimental toothpaste. All samples were subjected to mechanical brushing protocol with 5000 cycles and kept in artificial saliva with daily exchanges. KHN was analyzed through the mixed linear model for repeated measures over time. Ra was analyzed through nonparametric Kruskal Wallis and Dunn tests to compare the groups. Paired Wilcoxon test was run to compare experimental times. ∆WI , ∆E *, and ∆E were analyzed through Kruskal Wallis and Dunn tests. All analyses were performed in R* software, at 5% significance level. EXP_SGY recorded higher KHN than EXP_SiO and EXP_CaCO , whereas EXP_K showed increased Ra in comparison to CMP (p = 0.0229). ∆E and ∆E were significantly higher in the CT12, EXP_SiO , and EXP_CaCO groups than in the NC and EXP_K (p < 0.0001). There were no significant changes in ∆WI (p = 0.0852). According to SEM results, toothbrushing with experimental toothpastes added with mineral clay types did not have significant impact on enamel's polishing and smoothness. CLINICAL RELEVANCE: Mineral clays have a broad application in the cosmetic industry, and recently, they have been used in the formulation of vegan toothpaste.