小児歯科における歯科修復物の色安定性に対するさまざまな研磨方法の影響の評価

ここでは、小児歯科の前方修復物で使用されるコンポマーおよびコンポジットレジン修復物の色安定性に対するさまざまな研磨方法の影響を評価しました。この研究は、小児歯科におけるコンポマーおよびコンポジットレジン修復物の色安定性を高めるために、適切な研磨方法を選択することの重要性を強調しています。

この研究の目的は、小児歯科の前方修復物で使用されるコンポマーおよびコンポジットレジン修復物の色安定性に対するさまざまな研磨方法の影響を評価することでした。A2シェードコンポマーとナノハイブリッド複合樹脂から120枚の円盤状試料(直径8 mm x 厚さ4 mm)を調製し、4つの異なる研磨システムでの色安定性を評価しました。各材料からの60個の試料を、使用した研磨方法に従って5つのグループ(n = 12)にランダムに分配しました。グループ1:4段階の酸化アルミニウムディスク、グループ2:酸化アルミニウムディスクとゴムキット、グループ3:酸化アルミニウムディスクとフェルトディスク、グループ4:酸化アルミニウムディスクとスパイラルホイール、グループ5:研磨なし。

標本をチェリージュース溶液に7日間浸しました。すべての材料の色の変化(ΔE)は、ベースライン時と7日間の染色後に分光光度計を使用して評価されました。収集されたデータは、Shapiro-Wilk検定、2つの独立したグループを比較するためのMann-Whitney U 検定、および3つ以上の独立したグループを比較するためのKruskal-Wallis検定とともに分析されました。Post hoc Bonferroni Correctionsを適用して、違いの原因となっているグループを特定しました。

解析の結果、コンポマーと複合材料の染色測定値は、グループ間で統計的に有意な差が認められました(p < 0.05)。コンポマーの最高レベルの変色は対照群にありました。結論として、選択した研磨方法は、コンポマーグループの変色度に影響を与えます。複合群では、研磨方法にばらつき効果が認められました。コンポマーグループと複合グループの間に違いが見られた。これらの影響を理解することは、若年患者の修復物の審美的な寿命を維持するために重要です。

外見は、社会的認識と相互作用において大きな懸念事項となっています。ソーシャルメディアは、理想的な外観を唯一の許容基準として推進し、子供や若年成人に悪影響を及ぼします¹。その結果、審美性は歯科治療を求める人々にとって最も重要な要素の1つになっています²。美的感覚に対する需要の高まりに対応するために、数多くの歯色の修復材料が開発されてきました³。機械的特性と配合が改善された樹脂複合材料、およびフッ化物放出機能を追加のコンポマー(多酸変性樹脂複合材料)は、特に小児歯科で最も一般的に使用される歯の色の修復材料です⁴。

色の安定性は、歯の色の修復材料で臨床的に成功するための最も重要な要件の1つです。これらの美的素材の一定期間にわたる変色は、内因^{性および外}因性の要因5で発生する可能性があります。変色の外因性要因には、喫煙、口腔衛生状態の悪さ、および色とりどりの食事や飲料の消費が含まれ、外部ソースからの着色剤の付着または浸透により修復材料の表面を汚す可能性があります⁶。内因性要因には、樹脂マトリックスの組成やマトリックスとフィラーとの相互作用など、修復材料自体の化学構造が含まれます。歯科開業医は、適切な重合を確保し、適切な仕上げおよび研磨技術を採用することにより、この種の変色を減らすことができます⁷。

^酸素と接触したときに重合を妨げる表面の樹脂層を排除することにより、修復材料の美観と耐久性を向上させるために、表面を滑らかにし、余分な材料を除去するために、適切な仕上げと研磨が必要です8。超硬およびダイヤモンドバー、研磨ディスク、含浸ゴムカブ、ストリップ、ペーストなどの多数の器具が、歯の色の修復材料⁹を仕上げ、研磨するために歯科の分野で設計されています。これらの器具は、仕上げ材の柔軟性、研磨剤の硬度、粒度、および器具の塗布方法によって異なります。より適切な仕上げおよび研磨装置を決定することは、形状およびサイズ、充填材の硬度、および全体的な組成^物10における材料の割合に依存する。Paravina et ^al.11によると、研磨材料の粒子サイズが研磨された修復材料の粒子サイズよりも小さい場合、より良い修復材料の表面が達成されます。

歯の着色修復材料の表面粗さと色の安定性に対する研磨システムの有効性を調査した研究はいくつかありますが、ほとんどの研究では複合材料1,2,3,6,8,9,11を評価しました.文献には、小児歯科で一般的に使用される歯の色の修復材料の色の変化に対するさまざまな仕上げおよび研磨システムの影響を調査した限られた数の研究が含まれています¹²。本研究は、さまざまな研磨方法がコンポマーおよびコンポジットレジン修復物の色安定性に与える影響を評価することを目的としています。

複合樹脂とコンポマー樹脂の変色に対する研磨システムの影響を調査するために、この研究では、コンポマー樹脂とナノハイブリッド複合樹脂の2つの市販のA2シェード修復材料がテストされました。使用されるレジン修復物のリストは、 材料の表に記載されています。

1. 試料作製

1. 合計120枚のディスクを生産し、60枚のディスクを複合樹脂とコンポマー材料それぞれから作ります。
2. 修復材料を直径8mm、厚さ4mmのシリコン型に入れます。
3. 硬化する前に、1mmのガラス板の間に材料をマイラーストリップで押し込み、金型の厚さに合わせます。これらのガラスプレートを使用して、試験片の表面が平らで滑らかであることを確認し、色測定のばらつきの可能性を減らします。
   注意: すべての材料にA2シェードを使用して一貫性を維持します。
4. メーカーの指示に従って、1.470mW /cm²の強度で20秒間の発光ダイオード光硬化を使用して、片側から修復材料を硬化させます。1人のオペレーターにすべての試験片を準備してもらいます。
5. 各修復材料のディスクを5つの研磨サブグループのいずれかにランダムに割り当て、各サブグループは12枚のディスクで構成されます(図1)。検出力解析を実行して、必要な最小サンプルサイズ(検出力 = 0.95、α = 0.05、β = 0.05)を決定します。
6. グループ1.1と2.1(図1)の試験片を、一連の4段階の酸化アルミニウムディスク(Alディスク)をそれぞれ20秒間使用して仕上げます。
7. グループ1.2と2.2(図1)の試料を、同じ手順でAlディスクで最初に琢磨した後、ワンステップの琢磨ゴムキットで低圧で20秒間仕上げます。
8. グループ1.3および2.3(図1)の場合、Alディスクとワンステップポリッシングフェルトディスクで試料をそれぞれ20秒間仕上げます。フェルトディスクを連続的な水灌漑にさらします。
9. グループ1.4および2.4(図1)では、他のグループと同じディスク塗布を行い、次に2段階のスパイラルホイールを20秒間取り付けます。
10. グループ1.5および2.5(図1)では、仕上げまたは研磨の手順を実行しないでください。
11. 終了後、準備したすべての試料を蒸留水37°Cで24時間保存し、再水和と完全な重合を可能にします。
12. ベースラインの色測定を行う前に、各サンプルに番号を付けます。
13. 分光光度計を使用して、標準光源に対する国際エクレアッジ委員会*(CIELab)の座標に従って、すべてのグループのベースラインカラー測定値を評価します。
14. 最初の色の測定には白い背景を使用します。
15. 各測定の前に、製造元の指示に従って分光光度計を校正してください。
16. 精度を確保するために、各試験片に対して3回色測定を行います。

図1:研究グループの分布。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

2. 染色プロセス

1. 修復材料と研磨技術が変色に抵抗する能力を比較するには、準備したディスクを市販のチェリージュースに保管します。すべてのサンプルを37°Cで7日間インキュベートし、ジュースを毎日リフレッシュします。
2. 実験期間の終わりに、ディスクを蒸留水で十分にすすぎ、ティッシュペーパーで乾かしてから、色測定を行います。
3. 参照された分光光度計を使用した最初の色測定に使用したのと同じ手順を適用します。

3.色差の測定

1. 色差測定(ΔE)では、各試料のΔL、Δa、Δbの平均値を計算します。次の式を使用して、カラーバリエーション¹³を計算します。
   ΔE = [(ΔL*)²+(Δa*)2+(Δb*)²]^1/2
   ここで、L* は 0 (黒) から 100 (白) までの色の明度を表します。a* 値は緑 - 赤の軸上の位置を示し、正の a* 値は赤、負の a* 値は緑を示します。b* 値は青 - 黄軸を表し、正の b* 値は黄色、負の b* 値は青を示します。
2. 先行研究 ^1,11,13 に基づいて、ΔE 値 ≥ 1 の顕著な色の変化は、ΔE = 3.3 を超えない限り許容できると考えてください。
3. チェリージュースに浸した実験グループの色測定値を記録します。

4. 統計解析

1. 記述統計量 (平均、標準偏差、中央値、最小値、最大値) を提供します。
2. Shapiro-Wilk 検定を使用して、正規分布の仮定を確認します。
3. 正規性の仮定が満たされない場合は、2つの独立グループの比較にはMann-Whitney U 検定を使用し、3つ以上の独立グループの比較にはKruskal-Wallis検定を使用します。
4. 事後的なBonferroni修正を適用して、違いの原因となったグループを特定します。
5. 統計分析ソフトウェアを使用して分析を行います。

測定値から得られた平均色、最小色、および最大値を 表1に示します。コンポマーと複合材料のグループ間で変色の統計的に有意な差が観察されました（p < 0.05)。

表1:材料およびグループ別の変色測定値の分布と比較。

コンポマーディスクでは、対照群の変色スコアは、Alディスク+スパイラルホイール、Alディスク+フェルトディスク、およびAlディスク+ラバーキットグループのスコアよりも有意に高かった(それぞれp < 0.001、p = 0.005、p = 0.037)。また、Alディスク群の変色スコアは、Alディスク+スパイラルホイール群よりも有意に高かった(p=0.040)。

複合ディスクでは、Alディスク+スパイラルホイール群とAlディスク+ラバーキット群との間に、Alディスク+フェルトディスク群とAlディスク群と比較して、変色スコアに有意差が認められました(それぞれp=0.003、p<0.001、p=0.006、p<0.001)。Alディスク+フェルトディスクとAlディスクグループの変色スコアは、Alディスク+スパイラルホイールとAlディスク+ラバーキットグループの変色スコアよりも高かった(図2)。

図2:染色による複合ディスクの変化 (A)染色前、(B)染色後。琢磨方法による5つのグループ(n = 12)からの試験片:グループ1:4段階の酸化アルミニウムディスク、グループ2:酸化アルミニウムディスクとゴムキット、グループ3:酸化アルミニウムディスクとフェルトディスク、グループ4:酸化アルミニウムディスクとスパイラルホイール、およびグループ5:研磨なし。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

コンポマーディスクとコンポジットディスクを比較すると、AlディスクとAlディスク+フェルトディスク処理複合ディスクの変色は、コンポマーディスクの変色よりも有意に高かった(p < 0.05)。Alディスク+ラバーキット、Alディスク+スパイラルホイール、および対照群(p > 0.05)の材料間で変色に大きな違いは見られませんでした(図3)。

図3:材料およびグループごとの変色測定値の分布のヒストグラム。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

本研究の統計結果によると、Alディスク+ラバーキット、Alディスク+スパイラルホイールの材料の色測定では有意差(p < 0.05)は認められず、ナノハイブリッド複合材料とコンポマーの研磨基は認められませんでした(p > 0.05)。この結果は、以前の研究10,14,15と一致しています。これらの結果の原因は、コンポマーが複合樹脂と類似した化学構造を持っているという事実に起因する可能性があります。この研究の結果に基づいて、AlディスクとAlディスク+フェルトディスクグループで材料間の染色測定値に有意差が観察されました（p < 0.05)。ナノハイブリッドの染色測定値は、コンポマーの染色測定値よりも高かった。これは、その組成物中にTEGDMAを含有する複合樹脂は、UDMAベースの複合樹脂と比較して、水性環境において有意に多くのモノマーを放出し、色の変化が大きくなるという事実によるものかもしれない¹⁶。研究結果によると、臨床的に許容できない変色がすべての研磨方法で観察されました。この結果は、この研究で染色剤として使用されたチェリージュースの高い染色効果によって影響を受ける可能性があります¹⁷。

美的修復を成功させるには、カラーマッチングと長期的な色安定性の維持という2つの重要な要素が必要です。修復材料は、染色食品や飲料の消費量の増加により、表面および表面下の染色に悩まされることがよくあります^11,18。コーヒー、紅茶、ジュース、その他の飲み物などの着色された液体によって引き起こされる高分子材料の変色は、文献で文書化されています。ジュースは、子供の頃に最も一般的に消費される飲料の1つであり、^2,19を染色するリスクがあります。以前の研究では、レジン複合サンプルをコーラ、赤ワイン、ウォッカ、コーヒー、紅茶、オレンジジュース、フルーツジュースなどの液体に7日間浸すと、半透明性に有意な変化が見られ、顕著な変色が見られました^17,18。このため、研究ではジュースを染色剤として使用しました。

すべてのサンプルの色は、反射分光光度計²⁰で測定した。この研究では、以前に報告された^1,21のように、CIELab座標系で分光光度計が使用されました。CIELabシステムは、色の変化(ΔE)を測定するために使用され、色差を記録するために歯科で一般的に使用されています。このシステムで使用される L*、a*、および b* の値は、知覚色空間に均等に分布します。CIEDE2000法は、歯の色合いの色差の知覚性が優れていますが、ほとんどの色彩研究では主にCIELab法^{が使用されています22,23}。

コンポマーは、小児歯科で最も一般的に使用される修復材料です。それらは主に、複合セメントとグラスアイオノマーセメント²⁴の利点を組み合わせることによって形成されます。コンポマーで得られる強化されたポリッシュは、その小さなフィラー粒子と気泡^の欠如による可能性が高いと報告されている25。 この研究では、8つのハイブリッド充填材の物理的特性を比較したところ、摩耗後の表面粗さはすべての材料でさまざまな程度に増加しました。最も粗さが少なかったのは、ポリ酸変性樹脂複合材料²⁵であった。

同様に、この研究では、フィラー含有量が体積で最小(50%)のコンポマーは、調査した歯の色の材料の中で最も表面が滑らかであることがわかりました。さまざまな仕上げおよび研磨技術が、コンポ^マー14の色の安定性に影響を与えました。対照群の染色値は、Alディスク+スパイラルホイール、Alディスク+フェルトディスク、およびAlディスク+ラバーキット群の染色値よりも高かった。これらの知見と一致して、先行研究は、異なる仕上げおよび研磨技術が修復面^1,21,22の色安定性に影響を与えることを実証している。

以前の研究では、複合樹脂の形状と色変化の研磨手順との間に顕著な関係があることが明らかになりました^14,26。仕上げおよび研磨方法が色の安定性に及ぼす主な影響を調査した以前の研究では、すべてのグループの平均値は互いに有意に異なっていました¹⁴。本研究では、同様に、複合群内のAlディスク+スパイラルホイール群とAlディスク+ラバーキット群と、Alディスク+フェルトディスク群とAlディスク群との間に有意差が見られた(p=0.003、p<0.001、p=0.006、p<0.001)。しかし、ΔEはすべての群で臨床的に許容される範囲(ΔE>3.3)を超えていました。したがって、さまざまな研磨手順が修復材料の色の安定性に影響を与えます。この研究では、果汁を着色液として、4つの異なる仕上げおよび研磨システムを使用しました。今後の研究では、より多くの仕上げ技術や研磨技術、さまざまな液体や飲料の着色剤を活用することができます。また、本研究はin vitroで行われたため、口腔環境を完全に再現することはできませんでした。

研究結果によると、将来の研究でさまざまなブランドや色合いの樹脂ベースの修復材料を選択することは、色の変化に大きな影響を与える可能性があります。小児患者の協力レベルと歯科医と子供の関係を考慮して、最適な研磨方法を選択する必要があります。この研究の限界内で、グループ間でコンポマーと複合材料の染色測定値との間に有意差が見られました。コンポマーグループでは、研磨手順により材料の変色が減少しました。複合材料については、Alディスク+スパイラルホイールグループとAlディスク+ラバーキットグループで変色が最も少なかった。適切な仕上げと研磨の手順により、修復物の色の安定性を高めることができます。メーカーの指示に従って、研磨プロトコルの材料の順序に従い、試験片が滑らかで標準化された表面で準備されていることを確認することが重要です。この in vitro 試験は、今後の臨床研究につながると考えています。

著者は、競合する利益がないことを宣言します。

著者らは、惜しみなく時間を割いてこの研究に参加したすべての参加者に感謝の意を表します。