JP2006198355A - 歯科用の研磨剤 - Google Patents

Abstract

【課題】歯科においてインプラント歯周炎を起こした症例を治癒に至らせるためには、インプラントの骨埋入部をきれいに清掃し、歯周病菌等を完全に除去した後、インプラント骨内表面が骨との親和性に優れ、再び骨と結合するようにすることである。そのためにはブラストの際にインプラント周囲の骨に食い込んだ研磨剤が生体親和性に優れ、かつ骨伝導能を持ち、最終的には吸収され骨に置換される様な材料の開発が必要である
【解決手段】インプラント歯周炎の治療ためのブラスト研磨剤として骨再生にすぐれたリン酸カルシウム系の材料を使用する。この際研磨剤の研磨効果を高めるためにはできるだけ硬いリン酸カルシウム材料の粒子が望ましい。本発明者らは、骨内で吸収され骨に置換するβ−ＴＣＰやα−ＴＣＰが、わずかにＨＡＰ相を含んだ場合、硬い粉末になりまた焼結性が良いことを見いだし本発明に至ったものである。
【選択図】 なし

Description

本発明は、インプラント歯周炎治療のための歯科用研磨剤及びその使用方法に関するものである。

歯科において、失われた患者の歯をインプラントにより回復する治療がおこなわれている。治療によるインプラントは通常顎骨に強固に固定され人工の歯冠がかぶせられる。しかしながら植立されたインプラントの周囲が細菌等に感染し、歯周炎を引き起こし骨吸収も伴なって脱落、除去に至るケースがある（以下、インプラント歯周炎と略す）。

従来このようなインプラント歯周炎の治療は極めて困難であった。いったんインプラント周囲の骨吸収が始まり、そして進行している場合、治療にはまずインプラントを除去し、周囲の肉芽や腐骨をエイヒ等で掻き取り、外科的に除去する。次に骨欠損部を周囲の既存の骨をベースにしてゴアテクスやポリグリコール酸製の膜で覆うことで軟組織の進入を防ぎ骨の回復を待ついわゆるＧＴＲ法やＧＴＲ処置の際、骨欠損部に自家骨や骨補填材を補填し膜で覆うＧＢＲ法（以丁ＧＢＲ法と略す）といった骨再生術を行った後、もう一度インプラントの植立を行い、補綴にいたるのが通常の処置方法であった。

しかしながら、このような処置には様々な問題がある。まずインプラントを除去しなければならないと判断される患者の状態は、骨吸収がかなり進行しており、適正な骨再生が行えない場合が多い。また骨吸収は進んでいるが、インプラントの下部では骨と結合している場合がほとんどで、それを除去するためにはトレフィンバー等を使用し、インプラントと結合している部分の骨を破壊しなければならないことがある。

いずれの場合もインプラント除去後の骨の状態によっては、再度インプラントの植立を行うことは難しくなる。さらにインプラントの除去は、補綴物を破壊することになるので、再インプラントの補綴処置が完成する迄の約６ケ月〜１年の間はその部位は歯の欠損状態となり咬合できない。

インプラント歯周炎を引き起こす原因は、患者の手術後の予後管理が悪い場合や、補綴形態がインプラント部位の清掃性を悪くしている場合など、天然歯と同様にインプラント周囲の歯肉が炎症をおこした時から始まる。インプラントの場合、天然歯と違いエナメル質が歯肉と付着しているような状態にならないため、歯周病菌は直接骨まで達してしまう。それを十分に清掃できれば骨の炎症は始まらないし、インプラント周囲の歯肉の炎症もおこらない。要は如何に歯の清掃を心がけるかが重要であるが、一度自身の歯をなくしている経緯があるようにインプラント歯周炎の患者は多い。

骨吸収をともなったインプラント歯周炎がなかなか治癒されない最大の原因は、インプラント骨埋入部の表面処理状態にある。一般に歯科用インプラントは、骨との結合促進のため、骨埋入部の表面処理を行っている。その最大の目的は、表面積を大きくすることにあり、骨との接触面積を大きくすると共に、骨内の細胞が吸着しやすい表面粗さを確保するためである。

また歯科用インプラントは殆どがチタンやチタン合金で作られているが、より骨と親和性を上げるため、ハイドロキシアパタイト（以下ＨＡＰと略す）をコーティングしたものも存在する。いずれにせよ本来ならば骨内に埋め込まれるべきインプラントの表面処理部が、骨の吸収にともない歯肉で覆われるようになると、生体親和性が高く、かつ各種細胞との親和性が良いため、歯周病菌が非常に繁殖しやすい環境となり、骨の炎症が急速に進行する結果となる。

根本的な治癒には歯周病菌が繁殖したインプラントの表面処理部から、感染によって付着する繊維性結合組織と歯周病菌を完全に排除し、再度骨で覆うことであるが、インプラント歯周炎となった部位の歯周病菌を完全に除去する方策が現在のところない。つまり、現在歯科領域で使われている様々な研磨方法や抗生物質の投薬などでは最終的には治癒にいたっていない。

インプラント歯周炎を起こした症例を治癒に至らせるためには、繊維性結合組織と歯周病菌が付着したインプラントの骨埋入部をきれいに清掃し、それらを完全に除去することが必要である。さらに歯周病菌を完全に除去した後のインプラント骨内表面が骨との親和性に優れ、骨再生術を行った後再び骨と結合するようにすることが必要である。そしてインプラント周囲の骨にブラストにより食い込んだ研磨剤が生体親和性に優れ、かつ骨伝導能を持ち、最終的には吸収され骨に置換される材料がよい。

インプラント歯周炎の治療の際の清掃法としては歯根の部分に研磨剤を吹き付け付着物を除去する方法がある。吹き付ける方法には水などの液体媒体に研磨剤を混入させて行う方法と、空気などを媒体として研磨粉を吹き付けるエアアブレーション法がある。

清掃のため一般にエアアブレーションと呼ばれる、歯のカリエス部をブラスト処理して研磨する装置をインプラント歯周炎に適用したが、通常使用されるブラストの研磨剤であるシリカや重曹では清掃後インプラントの表面に残留し、清掃に関しては効果があるが、処理したインプラントの表面で骨が再生することはなかった。
またインプラント周囲の骨にそれらの研磨剤が食い込んでしまうため、骨再生も起こりにくい。いずれにせよそれら研磨剤を生体が異物と認識されるためか、再び炎症がおきる場合があった。

従ってＧＢＲ法での治療の際、積極的な新生骨形成が行われ、インプラントとのインテグレーション（骨伝導）にも有利と考えられるブラスト処理に使用される研磨剤が必要とされる。

本発明は以上の課題に鑑み、歯科においてインプラント歯周炎を起こしたインプラントの骨埋入部を研磨剤として適したリン酸カルシウム系の材料、即ちβ−リン酸三カルシウム（以下β−ＴＣＰと略す）と水酸アパタイト（以下ＨＡＰと略す）の混合相セラミクス、もしくはα−リン酸三カルシウム（以下α−ＴＣＰ）とＨＡＰの混合相セラミクス、もしくはβ−ＴＣＰとα−ＴＣＰの混合相セラミクス粉末をエアブレーション法によりブラストすることで、吸着した歯周病菌を完全に除去し、かつ骨との親和性に優れた表面状態のインプラントに再生できるようにしたものである。

インプラント歯周炎をおこしたインプラント表面には、繊維性結合組織と歯周病菌が付着している。その除去に関しては、前述のようにエアアブレーション法のブラスト処理により完全な除去が可能である。ただカリエスの治療と異なるのは、その作業を行ったインプラント表面が、骨再生術の結果で生じる新生骨と再びインテグレーション（骨伝導）しなければならないことにある。

そのためにはブラスト処理により骨やインプラント表面に食い込む粒子は、骨との親和性が高いものでなければならない。また殆どのインプラントは、骨とのインテグレーションを考慮し表面粗さを大きくしているので、凹凸の細部まで、繊維性結合組織が入り込んでいる。そのため、清掃の際のブラストの効率が高くなければならない。ただし、ブラストの圧力を大きくして周囲の組織に損傷をあたえてはならない。

またインプラントの種類によってはＨＡＰをコーティングしたものがある。ＨＡＰコーティングの場合は結合組織の付着がより強いため、感染層を除去する為には、ＨＡＰコーティング層を清掃の際に完全に除去しなければならない。

清掃の際のブラスト効率を上げることは、インプラント材や周囲の骨に研磨剤がより食い込むことである。本来歯科用インプラントは製造の際チタン表面をアルミナ等でブラスト処理し、残留したアルミナ等を完全に除去するために、ブラストされたチタンを塩酸や硝酸或いはフッ酸等の混合酸溶液に浸漬し、チタンそのものの表面をわずかに溶解させている。

しかし本発明の目的は口腔内の顎骨部で行われる治療であるので、それらの酸で洗浄することはできない。したがって残留しても良い材料をブラスト材として選択することがこの問題を解決するためには必要である。

エアアブレーション法によるインプラント歯周炎の治療ためのブラスト研磨剤は、比較的低い圧力でもチタン表面を研磨できる硬い粒子が適しており、また生体親和性に優れ、骨伝導能を持ち、骨内で吸収されるものが望ましい。ところが一般的にはリン酸カルシウムは脆いセラミクスであるため、チタンを研磨する為には高い圧力で行わなければならない。低い圧力で研磨するためにはできるだけ硬いリン酸カルシウムセラミクスの粒子が望ましい。本発明者らは、骨内で吸収され骨に置換するβ−ＴＣＰやα−ＴＣＰが、わずかにＨＡＰ相を含んだ場合、焼結性が良く硬い粉末になることを見いだし、それを本研磨材としても使用すると前述の問題点が解決出来ることを見いだし本発明に至ったものである。

本発明の目的はインプラント歯周病によりインプラント周囲に骨吸収が生じた場合、わずかにＨＡＰ相を含んだβ−ＴＣＰ、もしくはα−ＴＣＰの比較的硬い混合晶セラミクス焼結体により、インプラント表面をブラスト処理することで、表面に付着した繊維性結合組織や腐骨を除去することができるようにするものである。またインプラント周囲の骨に付着した繊維性結合組織や腐骨を除去し、骨再生可能な骨面を露出させることにある。その後の処置により、骨再生が達成されれば患者は再びそのインプラントによる咬合が可能となる。

また同様の治療法により、歯槽膿漏で骨吸収が進行した症例にも応用が可能で、感染した骨を露出させた後、表面−層を本発明の研磨剤でブラスト処理することで、骨の感染層を除去できる。

従来歯科で使用されるブラストによる清掃材の研磨剤であるシリカや重曹では清掃後インプラントの表面に残留し、清掃に関しては効果があるが、処理したインプラントの表面で骨が再生することはなかった。本発明はリン酸カルシウム系の材料であるα−ＴＣＰ、β−ＴＣＰ、水酸アパタイトを研磨剤として使用できるようにしたものであり治療後にインプラント周辺の骨再生を促進する効果が大であり歯科治療に多大な貢献をもたらすものである。

本発明におけるリン酸カルシウム系の化合物の製造法について述べる。水酸化カルシウム懸濁液に、希釈したリン酸を加える一般に沈殿法と呼ばれる方法により非晶質リン酸カルシウムのゲルを作製する。その際の反応条件を、脱水濾過、乾燥したリン酸カルシウムブロックが１０００℃で焼成した時に、主成分がβ−ＴＣＰで少量ＨＡＰが含まれるよう調整する。その比率が８：２程度になるようにする事が望ましいが本発明で使用される比較的硬い研磨剤はＨＡＰの重量が５〜３０％にする事により得ることができる。

ブラスト研磨剤を製造するためには、前記のように調整された非晶質のリン酸カルシウムゲルを脱水、濾過の後、１００℃以上の温度で十分乾燥し、粒径１〜５ｍｍ程度に粗粉砕し、１１００〜１１３０℃の温度で焼結する。５時間以上保持することで、十分な硬さを持つβ−ＴＣＰとＨＡＰの混合相焼結体が得られる。

その後、スタンプミルにて粉砕し、篩い分級により５０μｍ以下の大きさの粉末を得る。多くの場合エアアブレーション法による研磨は５０μｍ以下の粉末であれば使用可能であるが、さらに微細な部分のブラスト処理を考慮する場合には２５μ以下で分級しても良い。以上のようにしてβ−ＴＣＰ，ＨＡＰ混合相焼結体のブラスト研磨剤が得られる。出来たブラスト研磨剤はγ線照射を施すことで滅菌処理をする事ができる。

先に製造方法を示した非晶質リン酸カルシウムを、粗粉砕の後に１２５０℃で焼結すれば、α−ＴＣＰとＨＡＰの混合相焼結体が得られる。ただし焼結の際炉冷以上の急冷が必要となる。このようにして得られたα−ＴＣＰとＨＡＰの混合相焼結体は前述のβ−ＴＣＰとＨＡＰの混合相焼結体に比べ脆く軟らかいが、骨内での吸収速度が速いため、始めにβ−ＴＣＰとＨＡＰの混合相焼結体による研磨剤でブラストした後、最終的にα−ＴＣＰとＨＡＰの混合相焼結体による研磨剤でブラスト処理を行うことで、より骨再生を促進するために有利な方向にすることも出来る。

同じような観点から、β−ＴＣＰとα−ＴＣＰの混合相焼結体はより骨再生に有利に作用するので、最終ブラスト材として用いることもできる。
以下に本発明の実施例を詳細に説明する。

前述したリン酸カルシウムゲルをスプレードライ法により平均粒径３５μｍに球状化処理し、非晶質リン酸カルシウムの球状粒子を得る。次に１１２５℃で８Ｈｒの焼結を行い、β−ＴＣＰとＨＡＰの混合相焼結体を得る。この場合の混合相焼結体は平均粒径約３０μｍの球状粒子となる。これをブラスト研磨剤とすると球状化処理されているため非常に流れの良いブラスト研磨剤がえられる。また焼結温度を１２５０℃にすることで、α−ＴＣＰとＨＡＰの混合相焼結体球状ブラスト粒子とすることができる。

前述した非晶質のリン酸カルシウムゲルを脱水、濾過の後、１００℃で乾燥し、非晶質リン酸カルシウムのブロックを得た。このブロックは１０００℃で焼成した場合、１０ｗｔ％のＨＡＰを含むβ−ＴＣＰとなるよう調整される。その後ブロックを自動乳鉢で粉砕した後、篩分級にて１００μｍ以下の粒径の粉末を取り出し、７８０℃にて１Ｈｒの仮焼を行う。

次に粉末に対して１０ｗｔ％のポリビニルアルコール水溶液を加え、自動乳鉢にて混練の後乾燥し、再度粉砕工程を経て、１００μｍ以下の粉末を採取する。次に一軸プレスにて５００Ｋｇ／ｃｍ２の加圧成形を行い、１１２５℃で焼結した後、焼結体を再度粉砕し、５０μｍ以下の粉砕粉を篩分級にて採取しブラスト研磨剤とする。このような処理により、非常に硬いβ−ＴＣＰと１０ｗｔ％のＨＡＰからなる混合相焼結体研磨剤を得ることができる。

Claims (5)

1. 歯科用の、ブラストにより使用される清浄用研磨剤としてリン酸カルシウム系化合物材料を含有する事を特徴とする研磨剤。
2. ブラストが主にインプラント歯周炎となっている部位を対象として行われる請求項１の研磨剤
3. リン酸カルシウム系化合物材料がβ−リン酸三カルシウムと水酸アパタイトの混合相セラミクスであることを特徴とする請求項１の研磨剤
4. リン酸カルシウム系化合物材料がα−リン酸三カルシウムと水酸アパタイトの混合相セラミクスであることを特徴とする請求項１の研磨剤
5. リン酸カルシウム系化合物材料がβ−ＴＣＰとα−ＴＣＰの混合相セラミクス粉末であることを特徴とする請求項１の研磨剤