Development of new tooth substance detection method using Raman Spectroscopy

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K17055
• Research Institution: Showa University
• Principal Investigator: 中村 紫野 昭和大学, 歯学部, 兼任講師 (80782573)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: ラマン分光法 / ラマンバンド / 蛍光強度 / セメント質 / 象牙質 / 歯石

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、根面歯石検出・歯石除去終了を知らせるセメント質の露出・オーバーインスツルメンテーションを示す象牙質の識別を可能にする為の励起波長の検討および、規格化に使用するハイドロキシアパタイト（以下、HA）ラマンバンドの検討をすることである。
本研究により歯周治療において重要である歯根面に沈着した歯石の除去を適性に評価でき、さらにオーバーインスツルメンテーションによる偶発症を防ぐことができると考える。これによって多くの歯科医、歯科衛生士が手指の感覚に頼って治療してきた手技を客観的数値で捉えることが可能となり、歯科界に貢献できると考える。
まず、励起波長の選択について、結果として、これまで通り785㎝-1のレーザー光を用い研究を進めることとなった。次に規格化に使用するHAラマンバンドの選択については、これまでの研究で歯根面を測定したときHAラマンバンド（960 cm-1、440 cm－1、580 cm－1）と有機質のラマンバンド（2940 cm－1）を検出できることが分かっている。このうち440㎝-1と2940㎝-1についてもこれまで同様に規格化を行ったところ、統一した傾向は認められなかったため、歯根面のラマンスペクトル測定および解析には励起波長785㎝-1、規格化に用いるHAラマンバンドは960㎝-1が最適であることが分かった。これらを元に研究を更に進め、歯石除去を順次行い、同一部位で蛍光/ラマン強度比の変化を観察したところ歯石除去毎に数値は低下していき、最終的にほぼ一定値を示すことが確認できた。しかし、最終的な測定値は必ずしも一定ではなかったため、各歯ごとに異なる固有の値を持つと考え、各測定ごとの差（⊿値）を算出したところ漸近的（ぜんきんてき）に0となることを確認した。これより、歯石除去終了のタイミングを蛍光/ラマン強度比の⊿値をもって知ることができる可能性を示唆した。