2019 Fiscal Year Research-status Report

Study on tooth micro crack using biomechnical fatigue bending strength test

Research Project

Project/Area Number	19K10158
Research Institution	Nihon University
Principal Investigator	高見澤俊樹日本大学, 歯学部, 准教授 (60373007)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	エナメル質 / マイクロクラック / 3点曲げ強さ / 進展深さ
Outline of Annual Research Achievements	エナメル質に生じたマイクロクラック（微小亀裂）は，自覚症状なく進展し，近年注目されているtooth wearの起点としてその進行に関与し，歯の破折，象牙質知覚過敏症，齲蝕あるいは審美障害を引き起こすものと考えられている。しかし，その発症に関する基礎研究は少なく，マイクロクラック進展のメカニズムについての詳細は不明な点が多い。また，実験室環境で規格化された再現性のあるマイクロクラックモデルの確立が求められているものの，いまだ検討されていないのが現状である。申請者は，3点曲げ試験に着想を得るとともに口腔内環境を模した繰返し荷重を負荷する疲労試験を応用することで，再現性を有しつつ定量化が可能なエナメル質マイクロクラックモデルを新たなモダリティによって確立するとともにマイクロクラックの進展メカニズムを解明する。また，この解明によって予防法あるいは進行を抑制する臨床技法の開発を目指している。本研究開始一年目は，口腔内環境をシミュレートしたエナメル質マイクロクラックモデルの構築を目的にその基礎となるデーター収集を行った。すなわち，牛歯を用いてエナメル質と象牙質が1mm厚径となるように調整した試片を10mm×2mm×2mmの棒状に整形して，3点曲げ試験片を製作し，試片の曲げ強さを求めた。求めた，曲げ強さの50％，25％および10％の加重を同じように調整した試片に負荷した後，レーザー顕微鏡観察からエナメル質に生じたマイクロクラックの進展を観察した。その結果，加重10％から25％の加重によって生じたマイクロクラックは，エナメル質内に留まっていることを確認した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 3点曲げ強さ試験用試片を製作する過程で時間を要した。特に，象牙質およびエナメル質の厚みを均等にする過程で，試片の不均一が生じた。このことは，３点曲げ試験結果のバラツキを生じ，再実験を強いられた。しかし，何度かのトライアル＆エラーによって正確な試片製作が可能となったため，そのバラツキも許容範囲となった。また，実験を行う上で必要な設備に不具合を生じた。エナメル質クラックの観察に用いるレーザー顕微鏡の故障とともに，試片の切断に用いる硬組織切断機の故障があり，修理に時間が費やされため，実験の中断が生じ，当初の予定より遅れている。
Strategy for Future Research Activity	3点曲げ強さ試験から得られた値を基に，その加重を減じた値からエナメル質内に留まる標準マイクロクラックを得ることができた。今後は，製作した標準試片が破断に至るまでの値を基に連続的な臨界点未満の加重による疲労試験を行うことでその進展の方向および状態を観察する。疲労試験の実施に際しては，その規定回数および周波数も定まったものがないことから，最適な条件を決定する。得られた，疲労試験回数，過重および周波数から臨床的に近似したマイクロクラックの条件を設定する。また，生じたマイクロクラックに対して，その進展を抑制する薬剤の効果を今後検討する予定である。すなわち，標準化されたマイクロクラックに進展抑制材を塗布して，疲労試験を行いその進展抑制状況から抑制剤の効果を検討する。