象牙質接着耐久性に及ぼす親水性コラーゲン反応性モノマーの影響

Effects of a Hydrophilic Collagen-Reactive Monomer on Dentin Bond Durability.

抄録

本研究では、新規な親水性アルデヒド系希釈モノマーであるN-ビニルホルムアミド（NVF）と疎水性アルデヒド系希釈モノマーであるフェニルアクリル酸ホルミル（FA）を併用した希釈系について検討した。NVFの象牙質コラーゲンへの結合能を、減衰全反射-フーリエ変換赤外分光法、コラゲナーゼ分解下でのヒドロキシプロリン遊離、および熱重量分析によって調べた。NVFの細胞毒性も評価した。親水性NVFと疎水性FA樹脂モノマーを様々な割合（0、30/0、20/10、10/20、0/30）で実験用2ステップエッチング・リンス接着剤（EA）に配合した。EAの転化率、引張強さ、曲げ強さを、8wt%と16wt%の水配合で評価し、水との配位を検討した。総合的な物性から最適なEA群を選択し、微小引張接着強さ試験により接着性能を検討した。EAの浸潤特性は、ナノリーク試験、マッソン・トリクローム染色、共焦点レーザー走査顕微鏡、およびマイクロラマン分光法によって、界面に垂直な外部方向と歯髄室-界面方向から調べた。象牙質の内因性加水分解活性に対するNVF-FA系の阻害効果をさらに検証するために、in situザイモグラフィーが行われた。その結果、NVFは象牙質コラーゲンと共有結合し、そのタンパク質分解性、加水分解性、熱安定性を改善することが示された。さらに、NVFは臨床的に許容される基準の範囲内で生体適合性がある。HEMAと比較した場合、親水性-疎水性アルデヒドモノマー の組み合わせは、湿潤条件下での重合および機械的特性を 著しく向上させた。これらの代替物は、接着強さ、浸潤深さ、界面封鎖性を、経時の前後で有意に向上させた。本研究では、コラーゲンマトリックスの浸潤と保護を強化する新しい希釈システムを提案する。この希釈システムを組み込んだEAは、従来の受動的拡散から、特徴的な官能基によって誘導される特異的浸潤へと移行する。このことは、接着剤の耐久性と有効性を改善する上で、臨床的に重要な意味を持つ。

This study investigated a dilution system comprising a novel hydrophilic aldehyde-based diluent monomer, N-vinyl formamide (NVF), in combination with a hydrophobic aldehyde-based diluent monomer, formyl phenyl acrylate (FA). The binding capability of NVF to dentin collagen was examined by attenuated total reflection-Fourier transform infrared spectroscopy, hydroxyproline release under collagenase degradation, and thermogravimetric analysis. The cytotoxicity of NVF was also evaluated. Hydrophilic NVF and hydrophobic FA resin monomers were incorporated into experimental 2-step etch-and-rinse adhesives (EAs) in various percentage proportions (0, 30/0, 20/10, 10/20, and 0/30). The degree of conversion, tensile, and flexural strengths of the EAs were evaluated with 8 and 16 wt% water incorporation to examine their coordination with water. An optimal EA group was selected by comprehensive physical properties to investigate its bonding performance via microtensile bond strength testing. Infiltration properties of the EA were examined by nanoleakage testing, Masson trichrome staining, confocal laser scanning microscopy, and micro-Raman spectroscopy from the external direction perpendicular to the interface and the pulp chamber-interface direction. In situ zymography was performed to further validate the inhibitory effect of the NVF-FA system on the endogenous hydrolytic activity of dentin. The results demonstrated that NVF covalently binds to dentin collagen, thereby improving its proteolytic, hydrolytic, and thermal stability. In addition, NVF is biocompatible within clinically acceptable standards. When compared with HEMA, the combination of hydrophilic-hydrophobic aldehyde monomers significantly enhanced polymerization and mechanical properties under wet conditions. These alternatives led to significantly better bond strength, depth of infiltration, and interface sealing, before and after aging. The present study proposes a novel dilution system that enhances infiltration and protection of the collagen matrix. An EA incorporating this dilution system shifts from traditional passive diffusion to specific infiltration guided by characteristic functional groups. This has significant clinical relevance for improving adhesive durability and effectiveness.