Title Er：YAGレーザー照射象牙質へのレジン接着 Author(s) …...YAGレーザー照射象牙質へのレジン接着については，何らかの問題があることがうかがえる。2．接着強さ

Posted at the Institutional Resources for Unique Collection and Academic Archives at Tokyo Dental College,

Available from http://ir.tdc.ac.jp/

Title Ｅｒ：ＹＡＧレーザー照射象牙質へのレジン接着

Author(s) 亀山, 敦史; 天谷, 哲也; 滝澤, 雅一; 平井, 義人

Journal 歯科学報, 103(1): 115-129

URL http://hdl.handle.net/10130/650

Right

はじめに

近年，歯科領域の各分野においてレーザーの研

究がさかんに行われており，なかでも臨床応用を

目的とした基礎的研究や臨床報告は多い。このう

ち，１９７４年に Zharikov ら１）によって開発されたEr

：YAGレーザーは殺菌性を有し２～４），また硬組織

蒸散に適した波長を有する５）ことから主に齲蝕治

療６～１２），歯周治療１３），歯内療法１４）への応用について

検討されている。わが国では，１９９７年にEr：YAG

レーザーが市販されたこともあり，すでに日常臨

床における齲蝕罹患歯質の除去や窩洞形成につい

ては実用化されている。

Er：YAGレーザーにより形成された窩洞に対

するインレー修復への応用についても検討は行わ

れている１５，１６）が，その照射表面の形態から，現在

のところ，コンポジットレジンやグラスアイオノ

マーセメントなどの成形修復に用いられている。

しかし，窩洞形成後の修復材料の接着性や辺縁封

鎖性ついての報告が見られるようになったのはご

く最近のことであり１７～４９），また，これらの統一見

解は得られているとはいい難い。そこで著者らは

Er：YAGレーザー照射ウシ象牙質における酸抵

抗性の有無，各種脱灰処理剤応用による形態学的

変化，照射象牙質に対する各種脱灰処理剤，前処

理剤を応用した場合のレジンの接着性およびその

微細構造学的特徴について検討し，報告を行っ

た５０～５５）。本稿は，Er：YAGレーザー照射象牙質に

おけるレジン接着の特殊性について，著者らが得

たこれらの結果をもとに，他の関連する報告につ

いても考察をまじえ，まとめたものである。

別刷請求先：〒２６１‐８５０２千葉市美浜区真砂１－２－２東京歯科大学歯科保存学第三講座平井義人

―――― 総説 ――――

Er：YAGレーザー照射象牙質へのレジン接着

亀山敦史天谷哲也瀧澤雅一

平井義人

東京歯科大学歯科保存学第三講座

（主任：平井義人教授）

（２００３年１月８日受付）

（２００３年１月２２日受理）

抄録：抄録：歯牙硬組織に対する新しい切削器具としてEr：YAGレーザーの臨床応用が始まっている。本レーザーは歯牙への照射による歯髄為害性が比較的少ないことが知られているが，一方で齲蝕罹患歯質除去後のコンポジットレジンの接着性や辺縁封鎖性については疑問視する報告が多い。著者らは４-META/MMA-TBBレジンに対する接着性について，各種脱灰処理の影響，各種前処理の影響および照射表層の機械的除去による影響を中心に一連の研究を行った。本総説は，Er：YAGレーザー照射象牙質に対するレジン接着について，著者らが過去に報告した内容およびその他の関連する報告についての考察をまじえ，まとめたものである。

キーワード：Er：YAGレーザー，４-META/MMA-TBBレジン，象牙質，接着

１１５

― 115 ―

齲蝕罹患歯質の除去および窩洞形成に

おけるEr：YAGレーザーの応用

CO２レーザーやNd：YAGレーザーに代表され

る他の高出力型レーザーを用いた歯牙硬組織切削

法は，照射時の発熱によるものと思われる歯髄刺

激性が報告されている５６）が，２．９４µmの波長を有するEr：YAGレーザーは水の波長吸収帯（約３

µm）に近似している５，５７）ことから注水下での使用が可能である。このようなEr：YAGレーザーの

特徴が歯髄に及ぼす影響については多くの報告が

ある５８～６９）。当教室の瀧澤５８）はコンポジットレジン

を応用して病理組織学的，微生物学的，および微

細構造学的に，また関根５９）および当教室の春山ら６０）

は修復用グラスアイオノマーセメントを応用して

病理組織学的に検討を行い，良好な結果が得られ

たとしている。また，天谷ら６７），北村ら６８）や Jay-

awardena ら６９）は Er：YAGレーザー照射による窩

洞形成時の偶発露髄を想定してEr：YAGレー

ザー照射による露髄面の創傷治癒効果を病理組織

学的に検討し，良好な結果が得られたと報告して

いる。これらの結果が示すように，Er：YAGレー

ザーを歯質に対して応用した場合の歯髄への安全

性については確認されている。

Er：YAGレーザー照射象牙質に対する

市販コンポジットレジンの接着

１９８２年，中林７０，７１）によってレジン－象牙質接着

界面における樹脂含浸象牙質の存在が発見されて

以来，近年の成形修復法におけるエナメル質およ

び象牙質への接着に関する発展はめざましいもの

があり，各種接着システムにおける理工学的，病

理組織学的観点からの比較検討も数多くなされて

きた７２，７３）。

Er：YAGレーザーの齲蝕罹患歯質除去，窩洞

形成への応用にあたって，成形修復材料の発展は

必要不可欠であると考えられる。また，Er：YAG

レーザーのエナメル質への照射はエッチング効

果７４，７５）や照射表層の耐酸性付与効果７６～７８）を有し，

また象牙質においてもスミヤー層が観察されず，

象牙細管が開口した状態にあるなどの特徴を有す

る５１，５８）ことから，通常の窩洞形成を行った後の修

復前処理としての応用を前提とした研究も多い。

いずれにせよ，Er：YAGレーザーの照射を成形

修復法における歯面処理剤応用時の表面処理効果

は回転切削器具による従来の歯牙硬組織切削時と

異なるものと思われる。

１．辺縁封鎖性

Er：YAGレーザーにより形成された窩洞に対

する市販コンポジットレジン接着システム応用時

の辺縁封鎖性についてはここ数年で多くの報告が

見られるようになった（表１）３５～４９）。これらの報告

から，Er：YAGレーザーにより形成された窩洞

におけるエナメル質マージンの辺縁封鎖性につい

ては，多くがタービンなどの回転切削器具とほぼ

同程度であるとしているが，象牙質マージンにお

ける辺縁封鎖性については回転切削器具に比べ劣

る，としているものが多い傾向にあることがわか

る。したがって，Er：YAGレーザー照射エナメ

ル質に対するレジンの接着性については比較的良

好な成績が得られることが推測されるが，Er：

YAGレーザー照射象牙質へのレジン接着につい

ては，何らかの問題があることがうかがえる。

２．接着強さ

Er：YAGレーザー照射象牙質に対する各種市

販レジン接着システム応用時の接着性についてい

くつかの報告がみられるが，一定の見解は得られ

ていない。Visuri ら１７），Moritz ら１８）は象牙質に対

するコンポジットレジンの接着前処理としてEr

：YAGレーザーを使用した場合の接着強さを剪断

接着試験により検討し，リン酸処理に比べ有効で

あったと報告している。Armengol ら２１），Burnett

ら２６）は同様の試験方法を用いて検討し，非照射象

牙質に比べ有意差は認められないものの，ややそ

の接着強さは劣ると報告している。Ceballos ら２９）

は，Watanabe-jig-method７９）と呼ばれる特殊な方

法による剪断接着強さを検討し，浅層象牙質，深

層象牙質のいずれにおいてもリン酸処理の方が

レーザー処理象牙質に比べ有意に高い値を示した

と報告している。このように，剪断試験に限った

報告においても，その結果は多様である。Cebal-

１１６亀山，他：レーザー照射象牙質へのレジン接着

― 116 ―

表１

辺縁封鎖性に関する報告

報告

者被験歯

窩洞

窩縁

レーザー照射条件

酸処理・前処理剤接着材料＊

修復材料＊

辺縁漏洩の深度

瀧澤ら（１９９８）３５）

牛歯歯頸部

ClassⅤ

エナメル窩縁

１００mJ/pulse，１０pps

LBⅡ

LBⅡ

AP－X

レーザー窩洞≒タービン窩洞

Niu,etal.（１９９８）３６）

ヒト単根歯

ClassⅤ

エナメル窩縁

２００mJ/pulse，１０pps３０％リン酸

PhotoBond

Silux


ヒト単根歯

ClassⅤ

エナメル窩縁

２００mJ/pulse，１０pps

なし

PhotoBond

Silux

３０％リン酸群との有意差なし

Khan,etal.（１９９８）３７）

ヒト小・大臼歯ClassⅠ

エナメル窩縁

４００mJ/pulse，６pps３０％リン酸

PhotoBond

Silux


ヒト小・大臼歯ClassⅠ

エナメル窩縁

４００mJ/pulse，６pps

DC

なし

TypeⅡLC


日下（２０００）３８）

ヒト大臼歯

ClassⅤ

エナメル窩縁

２００mJ/pulse，５pps

LBⅡ

LBⅡ

AP－X

レーザー窩洞≦タービン窩洞

ヒト大臼歯

ClassⅤ

エナメル窩縁

２００mJ/pulse，５pps３５％HEMA

PhotoBond

AP－X


ヒト大臼歯

歯頸部窩洞象牙質窩縁


LBⅡ

LBⅡ

AP－X

レーザー窩洞＞タービン窩洞

ヒト大臼歯


２００mJ/pulse，５pps３５％HEMA

PhotoBond

AP－X


日下ら（２０００）３９）

ヒト大臼歯

歯頸部窩洞エナメル窩縁


MBPrimer（４０s）

MB

AP－X

レーザー窩洞＜タービン窩洞

ヒト大臼歯



MBPrimer（４０s）

MB

AP－X


Stiesch－Scholz,etal.（２０００）４）ヒト乳歯

ClassⅡ

象牙質窩縁

１００mJ，１Hz

３６％リン酸

Ｐ＆Ｂ２．１

DyractAP


ヒト乳歯

ClassⅡ

象牙質窩縁

１００mJ，１Hz

３７％リン酸＋EP

EcusitMonoEcusit－C


ヒト乳臼歯

ClassⅤ

エナメル窩縁

３００mJ，３Hz

３６％リン酸

PB２．１

DyractAP


ヒト乳臼歯

ClassⅤ

エナメル窩縁

３００mJ，３Hz

なし

PB２．１

DyractAP


ヒト乳臼歯

ClassⅤ

エナメル窩縁

３００mJ，３Hz

３７％リン酸＋EP

EcusitMonoEcusit－C


Roebuck,etal.（２０００）４１）ヒト小臼歯


２００，２４０，３００mJ，５Hz３５％リン酸

SBMP

Ｚ１００


ヒト小臼歯


２００，２４０，３００mJ，５Hz３５％リン酸

SBMP

Ｚ１００


Ceballos,etal.（２００１）４２）

ヒト第三大臼歯ClassⅤ

エナメル窩縁

２５０mJ，２Hz

３５％リン酸

SB＊＊

Ｚ１００



エナメル窩縁

２５０mJ，２Hz

なし

SB＊＊

Ｚ１００



象牙質窩縁

２５０mJ，２Hz

３５％リン酸

SB＊＊

Ｚ１００



象牙質窩縁

２５０mJ，２Hz

なし

SB＊＊

Ｚ１００


Corona,etal.（２００１）４３）

ヒト第三大臼歯歯頸部窩洞エナメル窩縁

１２０mJ，４Hz

３７％リン酸

SBＺ１００


ヒト第三大臼歯歯頸部窩洞象牙質窩縁

１２０mJ，４Hz

３７％リン酸

SBＺ１００


ヒト第三大臼歯歯頸部窩洞エナメル窩縁

１２０mJ，４Hz

なし

SBＺ１００


ヒト第三大臼歯歯頸部窩洞象牙質窩縁

１２０mJ，４Hz

なし

SBＺ１００


Roebuck,etal.（２００１）４４）ヒト小臼歯


２００，３００mJ，５Hz

CSCA

CSCA

Compoglass


ヒト小臼歯


２４０mJ，５Hz

CSCA

CSCA

Compoglass


ヒト小臼歯


２００，２４０，３００mJ，５HzCSCA

CSCA

Compoglass


Setien,etal.（２００１）４５）

ヒト大臼歯


１５０mJ，１０Hz

３５％リン酸

SingleBond

SiluxPlus


ヒト大臼歯


１５０mJ，１０Hz

なし

SingleBond

SiluxPlus


Araujo,etal.（２００１）４６）

牛歯歯頸部


３５０mJ，４Hz

３６％リン酸

Ｐ＆ＢNT

TPH


牛歯歯頸部


３５０mJ，４Hz

３５％リン酸

SBＺ１００


PalmaDibb,etal.（２００２）４７）ヒト第三大臼歯歯頸部窩洞

エナメル質／象牙質１２０mJ，４Hz

３７％リン酸

Bond１

Ｚ２５０

エナメル質窩縁＜象牙質窩縁

ヒト第三大臼歯歯頸部窩洞


３７％リン酸

Ｐ＆ＢNT

Ｚ２５０

漏洩なし

ヒト第三大臼歯歯頸部窩洞


３７％リン酸

Ｅ＆Ｐ３．０

Ｚ２５０

エナメル質窩縁≒象牙質窩縁

Bahillo,etal.（２００２）４８）

ヒト前，犬，小臼歯歯頸部窩洞エナメル窩縁

３００mJ，４Hz

なし

SBMP＊＊＊

Ｚ１００


ヒト前，犬，小臼歯歯頸部窩洞エナメル窩縁

３００mJ，４Hz

リン酸（濃度不明）SBMP＊＊＊

Ｚ１００


ヒト前，犬，小臼歯歯頸部窩洞象牙質窩縁

２００～３００mJ，４Hz

なし

SBMP＊＊＊

Ｚ１００


ヒト前，犬，小臼歯歯頸部窩洞象牙質窩縁

２００～３００mJ，４Hz

リン酸（濃度不明）SBMP＊＊＊

Ｚ１００


Shigetani,etal.（２００２）４９）ヒト小臼歯


２００mJ/pulse，１０pps

Megabond

Megabond

AP－X


ヒト小臼歯


２００mJ/pulse，１０pps３７％リン酸

Ｚ１００


ヒト小臼歯


１００mJ/pulse，１０pps

Megabond

Megabond

AP－X


ヒト小臼歯


１００mJ/pulse，１０pps３７％リン酸

Ｚ１００


＊LBⅡ＝ClearfilLinerBondⅡ（クラレメディカル），AP－X＝ClearfilAP－X（クラレメディカル），PhotoBond＝ClearfilPhotoBond（クラレメディカル），Silux＝Silux（３M），DC＝DentinConditioner（ジーシー），

TypeⅡLC＝FujiIonomerTypeⅡLC（ジーシー），MB＝ClearfilMegabond（クラレメディカル），P&B２．１＝Prime&Bond２．１（DentsplyDeTray），DyractAP＝DyractAP（DentsplyDeTray），EP＝EcusitMono

Primer（DMG），EcusitMono＝EcusitMono（DMG），Ecusit－C＝Ecusit－Composite（DMG），SBMP＝ScotchbondMulti－Purpose（３M／ESPE），Z１００＝Z１００（３M／ESPE），SB＝SingleBond（３M／ESPE），Silux

Plus＝SiluxPlus（３M／ESPE），CSCA＝CompoglassSingleComponentAdhesive（IvoclarVivadent），Compoglass＝Compoglass（IvoclarVivadent），P&BNT＝Prime&BondNT（DentsplyDeTray），Bond１＝Bond

１（Jeneric／Pentron），TPH＝TPHSpectrum（DentsplyDeTray），Z２５０＝Z２５０（３M／ESPE），E&P３．０＝Etch&Prime３．０（DegussaDental），Megabond＝ClearfilMegabond（クラレメディカル）

＊＊文献中には「Scotchbond

１」と表記されているが，日本，米国ではSingleBondの商品名で市販されている。

＊＊＊文献中には「ScotchbondMultiadhesionPlus」と表記されているが，日本，米国では「ScotchbondMultipurposePlus」の商品名で市販されている。

歯科学報 Vol．１０３，No．１（２００３）１１７

― 117 ―

los ら２９）は，彼らの結果がVisuri ら１７）と異なった

理由として，両者が使用した接着材料のコンセプ

トが異なることを挙げている。また，彼らが用い

たWatanabe-jig-method は，従来 ISOにより推奨

されている８０）圧縮剪断試験とは異なり，引張り剪

断応力が接着界面に対しほぼ平行に加えられるこ

とを特徴としている８１）ことも両者の結果が異なっ

た理由として考えられる。

Moritz ら１８）は，研削象牙質に対するリン酸エッ

チング，マレイン酸エッチングに比べいずれも高

い引張り接着強さを示したと報告している。また

Kataumi ら１９），榊原ら２０），Martinez-Insua ら２３），

播磨ら２５）は引張り接着試験により検討し，いずれ

も非照射象牙質に比べて接着強さは劣ると報告し

ている。このように，使用機器，照射条件，被験

材料，接着試験法の違いなどにより見解は多様化

している。

Er：YAGレーザー照射象牙質表層の酸抵抗性

通常，CO２レーザーやNd：YAGレーザーの照

射面はエナメル質，象牙質に関わらず酸抵抗性が

付与され８２～８４），歯科臨床においても齲蝕予防処置

の１つとして応用されている。特に象牙質におけ

る作用機序としては象牙質表層の熱溶解による象

牙細管の閉鎖が関与している８３）ものと考えられ

る。エナメル質に対しては，Er：YAGレーザー

においても酸抵抗性が付与されるとの報告がいく

つか認められる７６～７８）が，象牙質については酸抵抗

性が付与されたとする報告７８），付与されなかった

とする報告８５，８６）の両者が存在する。特に，Er：YAG

レーザー照射象牙質表層は他のレーザーと異なり

熱影響が少なく８７～８９），また象牙細管の開口が認め

られる３５，５１）ことから，酸に対する抵抗性は他のレー

ザーとは異なるものと思われる。そこで著者らは

Er：YAGレーザー照射ウシ象牙質に対する０．１Ｍ

乳酸緩衝液（pH４．０）への抵抗性について検討を

行った５０）。ウシ歯冠部を唇舌的に切断し，一方の

切断面象牙質に対して可及的均一に１００mJ/

pulse，１０pps の条件下で注水下にてEr：YAG

レーザー照射を行った。また，他方の切断面象牙

質はコントロールとした。これらの象牙質を０．１

Ｍ乳酸緩衝液中に浸漬し，Ca溶出量を経時的に

測定した。その結果，Er：YAGレーザー照射象

牙質，非照射象牙質の両者におけるCa溶出量に

有意差は認められなかった（ｐ＞０．０５，図１ａ）。

Hossain ら７９）は４００mJ/pulse の条件で同様の検討

を行い，Er：YAGレーザー照射象牙質の溶出Ca

量は非照射象牙質に比べ有意に少なかったと報告

しているが，非注水下ではさらに強い酸抵抗性が

得られたとしている。Nagai ら８５）は Er：YAGレー

ザー照射象牙質と未処理象牙質での０．１Ｍ乳酸ゲ

ル（pH５．０）に対する脱灰深度とミネラル喪失量

を比較検討した結果，両者にほとんど差が認めら

れなかったとしている。さらに，Er：YAGレー

図１ａ０．１Ｍ乳酸緩衝液（pH４．０）中へのCa溶出量５０）。各浸漬時間とも両群間の有意差は認められない

図１ｂ溶液中に溶出したCa，Ｐのモル比５０）。各浸漬時間とも両群間に有意差は認められない

１１８亀山，他：レーザー照射象牙質へのレジン接着

― 118 ―

ザー照射象牙質においては表層１０µmの深さでCa，Ｐ濃度が低いとの報告もある９０）。これらの報

告を合わせて考えると，Er：YAGレーザー照射

象牙質における脱灰深度はEr：YAGレーザー非

照射象牙質に比べむしろ深いものと考えられる。

著者らは本実験において P溶出量についても

あわせて測定し，ここからCa/Ｐモル比を算出し

た。一般に，レーザー照射象牙質におけるCa/Ｐ

比は非照射象牙質に比べ低いことが知られている

が，本実験ではEr：YAGレーザー照射象牙質と

非照射象牙質との間に有意差は認められなかった

（図１ｂ）。幸治は，Ｘ線分析法によるCa/Ｐモル

比の算出で，著者らと同様の結果が得られたこと

を報告している６５）。ヒドロキシアパタイトのCa/

Ｐ比が低くなると通常のヒドロキシアパタイト結

晶（Ca/Ｐ理論値＝１．６７）に比べ酸抵抗性が高くな

ることが知られている９１）が，逆に Ca/Ｐ比に有意

差が認められなかったことは著者らの結果におい

て酸抵抗性が認められなかったことを裏付けるも

のと思われた。

Er：YAGレーザー照射象牙質への

各種脱灰処理による表面形態の変化

１９５５年，Buonocore が８５％リン酸により処理し

図２象牙質表面の SEM像５１）

ａレーザー照射面ｂ非照射面ｃレーザー照射＋EDTA３０秒処理ｄレーザー照射＋３７％リン酸６０秒処理

レーザー照射面ではスミヤー層が観察されず，象牙細管の露出および鱗片状の表層構造が観察される。照射表層を脱灰することにより鱗片状構造はやや消失する。

歯科学報 Vol．１０３，No．１（２００３）１１９

― 119 ―

たエナメル質に対してMMAレジンを接着させ

ることに成功９２）して以来，エナメル質，象牙質に

対するレジンの接着に際してリン酸やクエン酸な

どによる脱灰処理が施されてきた９３）。エナメル質

におけるエッチドポケットの形成やスミヤー層の

除去に脱灰処理は不可欠となっている。

一方，Er：YAGレーザー照射象牙質表層は脱

灰処理を行わずともスミヤー層は観察されず，象

牙細管の開口は明瞭に観察される（図２ａ）。また，

その表層は鱗片状をなしており，非照射象牙質と

は明らかに異なる形態を示す（図２ｂ）。

Er：YAGレーザー照射象牙質表層に脱灰処理

を施すと鱗片構造の凹凸はやや弱くなる。しかし，

脱灰能力の高い処理剤を通常の脱灰処理時間より

長く応用しても鱗片構造を完全に除去することは

不可能であった（図２ｃ，２ｄ）。したがって，Er

：YAGレーザー照射による酸抵抗性の変化は認め

られないが，脱灰処理の影響は非照射象牙質とは

異なることが示唆された５１）。

Er：YAGレーザー照射象牙質へのレジン接着

１．接着試験法の検討

著者らは接着強さの検討を行うにあたり，ミニ

ダンベル型接着試料を用いた引張り接着試験

法９４～９７）を採用した。一般に，歯質と接着性修復材

料の接着強さの検討には ISOにより定められた

剪断試験法８０）や引張り試験法が多く用いられる。

しかし，Er：YAGレーザー照射象牙質において

はその表層が粗慥であり，また照射面は切削され

ることにより非照射面との段差が生じる。Visuri

ら１６）やMoritz ら１８）は Er：YAGレーザー照射象牙

質とレジンとの接着強さは非照射象牙質より高

かったとしているが，この理由の１つとして剪断

試験法を用いたことが挙げられる。すなわち，剪

断応力はレジンの重合体にかかるため，実際の接

着強さよりも高い値が得られてしまう（図３）。こ

のような理由から，榊原ら２０）は Er：YAGレーザー

照射象牙質に対する接着強さの検討には引張り試

験法を用いるのが望ましいと考察しているが，そ

の中でもミニダンベル型試料を用いた引張り接着

試験法は試料に対し引張り応力が均等に分散す

る。著者らは接着界面付近におけるもっとも脆弱

な部位で破断する９６）本法の特徴を応用し，試験後

の破断面観察を行うことでレーザー照射による象

牙質の構造欠陥を観察した。

２．各種脱灰処理の比較５２）

近年，矯正治療におけるブラケット装着に際し，

レーザーのエッチング効果を利用した処理効果が

報告されている。小幡ら９８）は Er：YAGレーザー

照射エナメル質への４-META/MMA-TBB レジン

接着について検討し，接着強さの向上効果があっ

たと報告している。また，Er：YAGレーザー照

射後にリン酸エッチングを行うことにより，有意

差はなかったものの，わずかに接着強さが大きく

なったと報告している。市販コンポジットレジン

接着システムを用いて検討した大月らの報告２４）に

おいても，Er：YAGレーザー照射エナメル質へ

の接着における長時間のリン酸処理効果が有意に

認められている。

一方，著者らが行ったEr：YAGレーザー処理

象牙質における研究結果は，従来より知られてい

るレーザー照射エナメル質とは異なる特徴を示し

た。４-META/MMA-TBB レジンによる象牙質接

着で有効性が知られている３％塩化第二鉄添加

１０％クエン酸溶液７０）を用いて脱灰処理した場

合，１０～３０µmの非常に厚い樹脂含浸象牙質が形

図３剪断試験法�とダンベル型試料�を用いた引張り試験法の相違

象牙質�の被着面にレーザーを照射することでわずかな凹みが生じるため，剪断接着試験を行った場合，接着界面ではなくレジン体にその応力が集中する。一方ダンベル型試料を用いた引張り接着試験の場合には，象牙質被着面の凹凸に関係なく，試料全体に引張り応力が生じる

１２０亀山，他：レーザー照射象牙質へのレジン接着

― 120 ―

成されている（図４）にもかかわらず接着強さは７

MPa 程度であり，むしろ脱灰処理を行わずに接

着させたほうが有意に高い接着強さが得られた

（図５）。また，脱灰能力の強い処理剤を用いるほ

ど接着強さが低下した。さらに，破壊様式の観察

から，脱灰処理の有無に関わらずEr：YAGレー

ザー照射の影響を受けたと思われる象牙質内での

破壊が広範囲に認められたことから，象牙質表層

はEr：YAGレーザー照射により脆弱化し，脱灰

処理を施すことによってさらに脆弱化を進行させ

たものと考えられた５２）。

３．HEMA処理の効果

接着耐久性のある良好なレジン接着を得るため

には，脱灰処理された象牙質をレジンで完全に被

覆することが重要である７２，７３）。Burrow ら９９）や清

村１００）は，脱灰処理された象牙質がレジンにより包

埋されていない，いわゆる樹脂未含浸脱灰象牙質

が存在する場合，変性タンパク質成分を中心とす

る残留脱灰象牙質の経時的な加水分解が進行する

ため，長期にわたる接着耐久性は期待できないと

報告している。Er：YAGレーザー照射象牙質に

対して脱灰処理を行った場合，レーザー照射の影

響を受けた部位のみならず，脱灰処理剤の影響を

受けた部位にさえレジンの確実な浸透がなされて

いないことが示唆された。そこで，より高いモノ

マー浸透性を期待し，４-META/MMA-TBB レジ

ンの接着前処理においても高い効果が認められて

いる３５％２-hydroxyetyl methacrylate（HEMA）

溶液１０１）を用いて接着強さの検討を行った。HEMA

による前処理は象牙質のモノマー透過性を向上さ

せるとともに，収縮した脱灰象牙質の多孔性を回

復させることが知られている。実験の結果，脱灰

処理後にHEMAを追加応用した群は先の実験に

おいて脱灰処理を行わなかった群（NC）とほぼ同

等の接着強さが得られ，脱灰処理の影響を受けた

部位に対してはレジンが確実に浸透したものと思

われた（図６）。しかしながらその強さは良好な接

着状態とはいい難いものであった５３）。榊原ら２０）も

図５各種脱灰処理剤による接着強さの相違５２）

図４レーザー照射＋１０－３処理群での接着界面SEM像５２）

６Ｎ塩酸および１％次亜塩素酸ナトリウムにて試料表層を処理した後に観察。非常に厚い樹脂含浸象牙質様構造が観察され�，その直下には多数のレジンタグが認められる

図６ Er：YAGレーザー照射におけるMEMA，GA処理の接着強さに及ぼす効果５２～５４）

NC：脱灰処理なし

歯科学報 Vol．１０３，No．１（２００３）１２１

― 121 ―

同様の検討を行っているが，著者らの結果５３）と同

様，有意な接着向上効果が認められるものの，そ

の強さは非照射象牙質のそれに比べると不十分で

あったことを報告している。

山本２２），石丸ら２８）は機能性モノマーとして知ら

れる phenyl-P を３５％ HEMA溶液中に添加し，

Er：YAGレーザー照射象牙質に対するコンポ

ジットレジンの接着強さを検討しているが，やは

り高い接着強さは得られず，また象牙質内に亀裂

が認められることを報告している。

これらの結果から，モノマー浸透性の向上を目

的としてHEMA処理を行ったとしても，Er：

YAGレーザー照射象牙質に対しては十分な効果

が認められないことが明らかとなった。一方で，

著者らは６０℃水中で１５分間の加熱処理を行った象

牙質に対してはHEMA処理の接着向上効果を認

めている１０２）。このことから，レーザー照射象牙質

に対するHEMAの不十分な前処理効果について

は象牙質の熱変性がHEMAの接着向上効果を阻

害したのではなく，照射表層の構造欠陥による可

能性が大きいと考えている。

４．グルタールアルデヒドの前処理効果

前述のように，４-META/MMA-TBB レジンに

よる象牙質接着に際し，１０％クエン酸溶液への

３％塩化第二鉄添加の効果は広く知られてい

る７０，７１）。著者らの非照射象牙質に対する研究結果

においてもその効果は再確認された５２）。しかしな

がらEr：YAGレーザー照射象牙質では１０－３と

１０－０との間に有意差は認められない５２）（図５）。

この結果は，HEMAを追加処理した場合にも同

様であり５３）（図６），Er：YAGレーザー照射象牙

質に対するクエン酸処理剤中への塩化第二鉄の添

加は無効であることが確認された。水沼１０３）は６０℃

水中で１５分間加熱した象牙質への塩化第二鉄の効

果は認められなかったが，１０－３処理後さらにグ

ルタールアルデヒド（GA）の２５％溶液で１０分間処

理することにより接着強さが回復したと報告して

いる。一般に，注水下で照射可能なEr：YAGレー

ザーでは温度上昇がほとんど認められないとの報

告がある８７～８９）が，播磨２５）は６０mJ/pulse，１０pps の

条件下で象牙質に対して５ショットの注水下照射

を行うとその表層のサーモグラフは約２００℃を示

したと報告しており，温度上昇の影響があるとす

るならばGAによる処理効果が期待できるものと

考えられる。そこで１０－３，１０－０処理後，さら

に１０分間のGA処理を施し，接着強さの検討を

行った。その結果，１０－０に対してGA処理を行っ

た群ではHEMA処理を行った群と同等の接着強

さ（１４．６MPa）しか得られなかったが，１０－３に

対してGA処理を行った群では平均２２．７MPa を

示し（図６），非照射象牙質に対して１０－３処理し

た群との間に有意差が認められなかった。接着試

験後の破断面 SEM像からみても，GA処理によ

り破断様式が明らかに異なることがわかる（図

７）５４）。

５．構造欠陥部の除去による効果

１）機械的除去による方法

著者らはGAで処理することにより高い接着強

さを得ることができた５４）が，低濃度のGAや短い

処理時間では十分な接着強さが得られなかった

（未発表データ）。本実験で用いた１０分間の前処理

時間を実際の臨床で応用することは不可能であ

り，さらに高濃度のGA応用は歯髄壊死を引き起

こすことが報告１０４）されていることから，これらの

実験結果を臨床に応用するのは難しい。また，先

の実験において加温象牙質とEr：YAGレーザー

照射象牙質とで近似した特徴を示したにもかかわ

らずEr：YAGレーザー照射象牙質において十分

なレジン接着が得られなかったのは，Er：YAG

レーザー照射象牙質でより深いレジンの浸透性が

必要であるためと考えられた。そこで，次にEr：

YAGレーザー照射象牙質表層を超音波スケー

ラー，ポリッシングブラシ，およびスプーンエキ

スカベーターを用いて機械的に除去し，１０－３処

理を行った場合についての接着強さについて検討

を行った。その結果，いずれの除去においても接

着強さの向上に働き，特にポリッシングブラシを

用いた場合には２０MPa 以上の高い接着強さを示

した（図８）。また破断面観察ではその大部分にレ

ジン内の凝集破壊像が観察され，脆弱象牙質は除

１２２亀山，他：レーザー照射象牙質へのレジン接着

― 122 ―

去されたものと思われた５５）。なお，Er：YAGレー

ザー照射エナメル質についても，照射により形態

や組成が変化１０５～１０９）した部分を機械的除去するこ

とで，同様の効果を得ることができるとの報告が

ある２７，３１）。

２）化学的除去による方法

播磨２５）は，Er：YAGレーザー照射により得られ

た窩洞に対し，３７％リン酸ゲルを３０秒間，さらに

次亜塩素酸ナトリウムゲルを９０秒間応用し，その

後に製造者指定の方法にてセルフエッチング，ボ

ンディング操作を行うことで，コンポジットレジ

ンの接着強さを向上することが可能であるとして

いる。ただし，この方法は全てのコンポジットレ

ジンシステムに応用が可能であるとはいえず，ま

た通常の処置時間より長くなってしまうなどの欠

点が挙げられる。

３）低出力でのレーザーの追照射による方法

図７１０－３処理群における接着試験後の破断表面（レジン側）５２～５４）

ａ．１０－３のみ。象牙質内での破壊が広範囲に認められ�，一部に界面での剥離が観察される�

ｂ．１０－３＋HEMA。界面剥離�が大部分を占めるが，一部に１０－３のみでは認められなかったレジン内�破壊が観察される

ｃ．１０－３＋GA。象牙質内での破壊も観察される�ものの，破断表面の大部分はレジン内での破壊像�を示す

図８レーザー照射表面の機械的除去が接着強さに与える効果５５）

Control：レーザー非照射＋１０－３，Laser：レーザー照射＋１０－３，Ｌ＋Ｅ：レーザー照射＋スプーンエキスカベータ＋１０－３，Ｌ＋Ｐ：レーザー照射＋ポリッシングブラシ＋１０－３，Ｌ＋Ｓ：レーザー照射＋超音波スケーラー＋１０－３

歯科学報 Vol．１０３，No．１（２００３）１２３

― 123 ―

岩田１１０）は，十分な切削効果が得られる出力にて

レーザーを照射後，低出力での追照射を行うこと

で構造欠陥部の厚みを減少させることができると

報告している。須原３３）は，この報告をもとに，２２０

mJで照射した象牙質と，２２０mJで照射後，３０

mJ，６０mJ，９０mJ，１５０mJにて追照射した象牙質

との接着強さの比較を行っている。その結果，市

販ボンディングシステム（Clearfil Megabond）に

よるものではその効果が認められないが，これに

アセトンを配合した試作プライマーを用いると追

照射の効果が得られ，特に３０mJにて追照射した

象牙質に対する１０％MDP，３５％HEMA，５５％ア

セトン配合プライマー処理ではエアータービン形

成面に対するMegabond 処理のものより高い接

着強さが得られたとしている。このことから，低

出力での追照射は，前処理剤の条件によっては接

着向上効果があるものと考えられる。

６．試料間における測定値のばらつきと破断様式

の関係

著者らが行った一連の実験５２～５５）において，各群

のCV値（coefficient of variation；標準偏差／接

着強さの平均値×１００）１１１）を算出したところ，高い

接着強さを示す群ほどCV値が小さい傾向を示し

た。これは，高い接着強さを示した試料において

試料間のばらつきが少なかったことを示してお

り，レジン内での破壊が多く認められたこととの

関係が示唆される。すなわち，破断面の観察にお

いて，残留脱灰象牙質やレーザーの影響を受けた

象牙質での破壊が主に観察された群では各被験歯

の個体差が接着強さに影響する可能性が考えられ

るが，逆にレジン内での破壊が観察された場合に

は，レジンの物性が接着強さに反映され，また同

一材料であれば，試料間でのばらつきは少ないこ

とがCV値に影響したと考えられる。このことか

らみても，レーザー照射象牙質への４-META/

MMA-TBB レジン接着における脱灰処理として

塩化第二鉄とGAを併用することの有用性が確認

された。

まとめ

著者らはEr：YAGレーザー照射象牙質の性質

および照射象牙質に対する４-META/MMA-TBB

レジンの接着特性について一連の研究を行っ

た５０～５５）。その結果，Er：YAGレーザー照射象牙質

表層は６０℃水中で加温した象牙質と近似した特徴

を有することが確認された。したがって，Er：YAG

レーザー照射象牙質は少なからず熱の影響を受け

ていることが示唆された。これとともに数十 µmの深さにまでおよぶ構造欠陥の存在が接着強さの

低下をもたらすものと思われた。

本稿ではEr：YAGレーザー照射象牙質に対す

るレジン接着の可能性に焦点を当て，著者らの研

究結果を中心に述べた。たとえEr：YAGレーザー

照射の安全性や有効性が明らかとなっても，照射

により得られた窩洞に対し，長期に亘る修復材料

の安定性や耐久性が得られなければ臨床応用は難

しい。

最近では，Er：YAGレーザーを照射した表層

の無機，有機成分の組成変化についての分析生物

学的検索１１０，１１２，１１３），あるいは透過電子顕微鏡による

照射表層の超微細構造の観察２５，２９）なども行われて

おり，著者らが示唆した照射表層における熱影響

の存在がこれらの方面からも明らかになりつつあ

る。

今後，著者らが行った一連の研究に加え，これ

らの検索についての詳細が明らかになることで，

Er：YAGレーザーによる齲蝕除去や表面処理が

なされた歯質に対する最適な修復技法やレジン接

着システムが早期に開発されることを願ってやま

ない。

謝辞本研究は文部科学省科学研究費補助金（基盤研究��

１０６７１８００）により行われたことを付記し，ここに感謝する。

１２４亀山，他：レーザー照射象牙質へのレジン接着

― 124 ―

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１２８亀山，他：レーザー照射象牙質へのレジン接着

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Resin bonding to Er : YAG laser-irradiated dentin : A review

Atsushi KAMEYAMA, Tetsuya AMAGAI, Masakazu TAKIZAWAand Yoshito HIRAI

The Third Department of Conservative Dentistry, Tokyo Dental College

（Chairman : Prof. Yoshito Hirai）

Key words : Er : YAG laser, 4-META/MMA-TBB resin, Dentin, Bonding

The clinical application of Er : YAG lasers as cutting devices for dental hard tissues has recently

begun. The Er : YAG laser has shown less damage to pulpal tissues than other lasers, but adhesion and

marginal adaptation of restorative resins to Er : YAG laser-irradiated tooth surfaces remain to be clari-

fied. We previously reported the several kinds of acid conditioning and pretreatments as well as me-

chanical removal of laser-affected surfaces and their effects on bonding of 4-META/MMA-TBB resins.

This review summarizes our previous reports and other related reports about resin bonding to Er :

YAG laser-irradiated dentin. （The Shikwa Gakuho，１０３：１１５～１２９，２００３）

歯科学報 Vol．１０３，No．１（２００３）１２９

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Title Er：YAGレーザー照射象牙質へのレジン接着 Author(s) …...YAGレーザー照射象牙質へのレジン接着につい ては，何らかの問題があることがうかがえる。2．接着強さ

Title Er：YAGレーザー照射象牙質へのレジン接着 Author(s) …...YAGレーザー照射象牙質へのレジン接着については，何らかの問題があることがうかがえる。2．接着強さ