JP6035608B2 - 歯牙石灰化剤及びその製造方法 - Google Patents
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Description
健全牛歯切歯の頬側中央を#80,#1000研磨紙を用いて回転研磨機により研磨し、エナメル質を露出させた。この牛歯研磨面をさらにラッピングフィルム(#1200,#3000,#8000,住友スリーエム社製)を用いて研磨し、平滑とした。この研磨エナメル質部分に歯に対して縦軸方向及び横軸方向に各7mm試験部分の窓を残し(以下、「エナメル質窓」と称する)、周りをマニキュアでマスキングし、1時間風乾した。この牛歯を、Reynoldsら(E.C. Reynolds, J. Dent. Res., 76(9), 1587−1595.)の手法に準じて人工脱灰液(0.1mol/L乳酸、0.5g/Lヒドロキシアパタイト、20g/Lポリアクリル酸(Mw:250kDa)、NaOH適量、pH4.8)中に5日間浸漬して脱灰を行った。人工脱灰液は毎日交換した。脱灰エナメル質窓の半分をマニキュアでマスキングし、1時間風乾することで石灰化に用いる牛歯を調製した。
塩化ナトリウム(8.77g、150mmol)、リン酸二水素一カリウム(122mg、0.9mmol)、塩化カルシウム(166mg、1.5mmol)、Hepes(4.77g、20mmol)をそれぞれ秤量皿に量り取り、約800mlの蒸留水を入れた2000mlビーカーに攪拌下に順次加えた。溶質が完全に溶解したことを確認した後、この溶液の酸性度をpHメータ(F55、堀場製作所)で測定しながら、10%水酸化ナトリウム水溶液を滴下し、pH7.0とした。次にこの溶液を1000mlメスフラスコに加えてメスアップし、擬似唾液1000mlを得た。
上記で調製した石灰化用牛歯を蒸留水に浸漬し、30分間静置した後、エナメル質窓に対してペースト状の歯牙石灰化剤を塗布し、37℃、100%RH条件下で3分間インキュベートし、石灰化を行った。その後、歯牙石灰化剤を蒸留水で洗い流した後、擬似唾液中37℃で保存した。歯牙石灰化剤塗布は1日毎に実施し、連続して20回実施した。歯牙石灰化剤の塗布・除去作業時間以外は常時擬似唾液中に浸漬した。また、擬似唾液は毎日交換した(n=5)。
上記で調製した石灰化用牛歯を蒸留水に浸漬し、30分間静置した後、エナメル質窓に対してペースト状の歯牙石灰化剤を塗布し、37℃、100%RH条件下で15分間インキュベートし、石灰化を行った。その後、歯牙石灰化剤を蒸留水で洗い流した後、擬似唾液中37℃で保存した。歯牙石灰化剤塗布は1日毎に実施し、連続して10回実施した。歯牙石灰化剤の塗布・除去作業時間以外は常時擬似唾液中に浸漬した。また、擬似唾液は毎日交換した(n=5)。
(1)エポキシ樹脂の調製
エポキシ樹脂の調製はLuft法に準じて行い、エポキシ樹脂、硬化剤を均一に混合した後、加速剤を添加する方法を用いた。100mlディスポカップに、ルベアック812(エポキシ樹脂、ナカライテスク株式会社製)41ml、ルベアックMNA(硬化剤、ナカライテスク株式会社製)31ml、ルベアックDDSA(硬化剤、ナカライテスク株式会社製)10mlをそれぞれディスポシリンジを用いて量り取りディスポカップに加え、10分間攪拌した。これにディスポシリンジで量り取ったルベアックDMP−30(加速剤、ナカライテスク株式会社製)1.2mlを攪拌しながら徐々に滴下し、添加後さらに10分間攪拌することで調製した。
擬似唾液から石灰化牛歯を取り出し、水洗した後、バイアル中の70%エタノール水溶液中に浸漬した。浸漬後、直ちにバイアルをデシケータ内に移し、10分間減圧条件下に置いた。この後、バイアルをデシケータから取り出し、低速攪拌機(TR−118,AS−ONE社製)に取り付け、約4rpmの回転速度で1時間攪拌した。同様の操作を、80%エタノール水溶液、90%エタノール水溶液、99%エタノール水溶液、100%エタノール(2回)を用いて行い、2回目の100%エタノールにはそのまま1晩浸漬した。翌日、プロピレンオキサイドとエタノールの1:1混合溶媒、プロピレンオキサイド100%(2回)についても順次同様の作業を行い、2回目のプロピレンオキサイドにそのまま1晩浸漬した。さらに、エポキシ樹脂:プロピレンオキサイド=1:1混合溶液、エポキシ樹脂:プロピレンオキサイド=4:1混合溶液、エポキシ樹脂100%(2回)についても同様の作業を行った。これらについては浸漬時間を2時間とした。最後にエポキシ樹脂を入れたポリ容器に牛歯サンプルを入れ、45℃にて1日間、60℃にて2日間硬化反応を行った。硬化終了後、ポリエチレン製容器とともに精密低速切断機(BUEHLER、ISOMET1000)により脱灰面・石灰化面に対して垂直方向に切断し、試験部分の断面を含む厚さ約1mmの切片を得た。この切片をラッピングフィルム(#1200,#3000,#8000,住友スリーエム社製)を用いて研磨し、切片厚さを80〜100μmとすることでCMR(Contact Micro Radiography;軟X線顕微鏡像)撮影用サンプルとした(n=5)。
CMR撮影およびフィルム現像はすべて暗室中において行った。CMR撮影には、CMR−2(ソフテックス株式会社製)を使用した。上記で得たCMR撮影用サンプルを専用ガラス感板(HIGH PRECISION PHOTOPLATE,コニカミノルタ製)上に密着させた状態で置き、管電圧15kV、管電流2.6mA、X線照射時間30分の条件で各サンプルの軟X線透過像を撮影した。現像は現像液(ハイレンドール,富士フィルムメディカル社製)、定着液(ハイレンフィックス,富士フィルムメディカル社製)を用い、現像液に5分間浸漬した後30秒間水洗し、定着液に5分間浸漬した後1分間水洗、乾燥させ、軟X線写真フィルムを得た。得られた軟X線写真の透過像を光学顕微鏡(ECRIPSE 80i,Nikon社製)で対物レンズ40倍にて観察し、透過像を光学顕微鏡に接続したCCDカメラ(DS−Ri1,Nikon社製)を用いて写真画像データとして得た。得られた画像を画像解析コンピュータソフトScion Imageβ4.03(Scion社製)を用いて解析した。脱灰部分と石灰化部分のフィルム濃度(グレイ値)をエナメル表層から一定深さ位置(約30μm)で測定し、脱灰部分のフィルム濃度を0%、エナメル質表面から更に深部の未脱灰部分のフィルム濃度を100%としたときの換算値(%)により石灰化率を算出した。実施例1の歯牙石灰化剤により石灰化した脱灰エナメル質の短時間接触石灰化率は66.4%であり、長時間接触石灰化率は75.2%であった。
上記CMR用サンプル調製の際に得られた精密低速切断機により横断的に切断した切片(厚さ1mm)の両面をラッピングフィルム(#3000,#8000,住友スリーエム社製)を用いて研磨することで厚さが900μmの硬度測定用サンプルを調製した(n=5)。
ビッカース硬度測定には、ミツトヨ製のマイクロビッカース硬度試験機(MicroWiZhard)を用い、0.01kgfの試験力、負荷4秒・保持10秒・除荷4秒の試験時間、100倍での傷観察の条件でビッカース硬度測定を実施した。健全な牛歯エナメル質のビッカース硬度は362HV、マニキュアでマスキングし脱灰を保持した脱灰エナメル質の表面から30μm深さ位置のビッカース硬度は127HVであった。実施例1の歯牙再石灰化促進剤により再石灰化した脱灰エナメル質の表面から30μm深さ部分のビッカース硬度は335HVであった。
ペースト状の歯牙石灰化剤を、顕微鏡用スライドグラス上に約30mg取り出した後、もう一枚の顕微鏡用スライドグラスで挟み、剪断力が加わるように押し付け、ペーストに不均一部分が発生していないか否かを目視にて検査した。不均一部分が発生した時点を硬化時間とした。硬化時間測定用試料は、調製後25℃で保存し、測定も25℃で実施した。30日以上保存し、硬化が認められない場合を硬化しないと判定した。
DCPA:10.2μm 無水リン酸一水素カルシウム〔CaHPO4〕 和光純薬工業株式会社製
DCPD:5.1μm リン酸一水素カルシウム二水和物〔CaHPO4・2H2O〕 太平化学産業株式会社製
β−TCP:1.0μm β−リン酸三カルシウム〔β−Ca3(PO4)2〕 太平化学産業株式会社製
[リン酸のアルカリ金属塩(B)]
Na2HPO4:リン酸水素二ナトリウム 和光純薬工業株式会社製
NaH2PO4:リン酸二水素ナトリウム 和光純薬工業株式会社製
[フッ素化合物(D)]
NaF:フッ化ナトリウム 和光純薬工業株式会社製
MFP:モノフルオロリン酸ナトリウム 和光純薬工業株式会社製
[シリカ粒子(E)]
Ar130:「アエロジル130(商品名)」日本アエロジル社製
[その他のリン酸カルシウム(可溶性リン酸カルシウム(F))]
TTCP:10.8μmリン酸四カルシウム 〔Ca4(PO4)2O〕 太平化学産業株式会社製
DCPA:平均粒径1.1μmの調製
DCPA:平均粒径1.1μmは、DCPA:10.2μm 50g、95%エタノール(和光純薬工業株式会社製「Ethanol(95)」)240g、及び直径が10mmのジルコニアボール480gを1000mlのアルミナ製粉砕ポット(株式会社ニッカトー製「HD−B−104 ポットミル」)中に加え、1500rpmの回転速度で15時間湿式振動粉砕を行うことで得られたスラリーを、ロータリーエバポレータでエタノールを留去した後、60℃で6時間乾燥させることで得た。0.7μm、ならびに5.0μmのDCPAは、上記方法と同様にし、粉砕時間をそれぞれ、30時間、並びに7時間とすることにより得た。
DCPD:平均粒径1.1μmは、DCPD:5.1μm50g、95%エタノール(和光純薬工業株式会社製「Ethanol(95)」)240g、及び直径が10mmのジルコニアボール480gを1000mlのアルミナ製粉砕ポット(株式会社ニッカトー製「HD−B−104 ポットミル」)中に加え、1500rpmの回転速度で10時間湿式振動粉砕を行うことで得られたスラリーを、ロータリーエバポレータでエタノールを留去した後、60℃で6時間乾燥させることで得た。
Na2HPO4:平均粒径4.6μmは、ナノジェットマイザー(NJ−100型 アイシンナノテクノロジーズ社製))で、粉砕圧力条件を原料供給圧:0.7MPa/粉砕圧:0.7MPa、処理量条件を8kg/hrとし、1回処理することにより得た。
Na2HPO4:平均粒径9.7μmは、Na2HPO4をナノジェットマイザー(NJ−100型 アイシンナノテクノロジー社製)で、粉砕圧力条件を原料供給圧:0.3MPa/粉砕圧:0.3MPa、処理量条件を8kg/hrとし、1回処理することにより得た。
Na2HPO4:平均粒径19.7μmは、Na2HPO4をナノジェットマイザー(NJ−100型 アイシンナノテクノロジー社製)で、粉砕圧力条件を原料供給圧:0.2MPa/粉砕圧:0.1MPa、処理量条件を20kg/hrとし、1回処理することにより得た。
Na2HPO4:平均粒径1.45μmは、Na2HPO4をナノジェットマイザー(NJ−100型 アイシンナノテクノロジー社製)で、粉砕圧力条件を原料供給圧:1.3MPa/粉砕圧:1.3MPa、処理量条件を1kg/hrとし、4回処理することにより得た。
NaH2PO4:平均粒径4.8μmは、NaH2PO4をナノジェットマイザー(NJ−100型 アイシンナノテクノロジー社製)で、粉砕圧力条件を原料供給圧:0.7MPa/粉砕圧:0.7MPa、処理量条件を8kg/hrとし、1回処理することにより得た。
(1)歯牙石灰化剤用粉体の調製
表1〜2に示す組成で秤量した各粉体成分を高速回転ミル(アズワン株式会社「SM−1」)中に加え、22000rpmの回転速度で3分間混合することで歯牙石灰化剤の粉体を調製した。混合の必要ない粉体は、そのまま歯牙石灰化剤の粉体として使用した。
表1〜2に示す組成で秤量した各液剤成分を蒸留水に溶解させることで歯牙石灰化剤用の液剤を得た。液剤成分を含有しない組成の場合は、蒸留水をそのまま歯牙石灰化剤用の液剤として使用した。
表1〜2に示す組成の上記(1)で得た粉体と、上記(2)で得た液剤を加え混合することで歯牙石灰化剤を調製した。
上記(1)〜(3)の手順で表1〜2に記載の組成で歯牙石灰化剤を調製し、短時間、並びに長時間接触石灰化試験を行った。また、ビッカース硬度測定試験、並びに硬化時間測定試験を行った。得られた評価結果を表6にまとめて示す。
表3〜4に示す組成で秤量した精製水とグリセリン以外の各成分を高速回転ミル(アズワン株式会社「SM−1」)中に加え、22000rpmの回転速度で3分間混合した後、秤量した精製水とグリセリンを加え、混合することで歯牙石灰化剤を調製した。
上記(1)〜(3)の手順で表2に記載の歯牙石灰化剤を調製し、短時間、並びに長時間接触石灰化試験を行った。また、ビッカース硬度測定試験、並びに硬化時間測定試験を行った。得られた評価結果を表6にまとめて示す。
2 エナメル質深部未脱灰部分
3 エナメル質石灰化部分
Claims (13)
- 難溶性酸性リン酸カルシウム粒子(A)、リン酸のアルカリ金属塩(B)、及び水(C)を含有する歯牙石灰化剤であって、難溶性酸性リン酸カルシウム粒子(A)が、無水リン酸一水素カルシウム[CaHPO 4 ]粒子及び/又はリン酸一水素カルシウム2水和物[CaHPO 4 ・2H 2 O]粒子であり、難溶性酸性リン酸カルシウム粒子(A)の平均粒径が0.1〜5μmであり、該歯牙石灰化剤の全量100重量部に対して難溶性酸性リン酸カルシウム粒子(A)を20〜70重量部、及び水(C)を15〜84重量部含み、かつ難溶性酸性リン酸カルシウム粒子(A)100重量部に対するリン酸のアルカリ金属塩(B)の配合量が4〜60重量部であることを特徴とする1剤型のペースト状歯牙石灰化剤。
- リン酸のアルカリ金属塩(B)がリン酸一水素二ナトリウム及び/又はリン酸二水素一ナトリウムである請求項1記載の歯牙石灰化剤。
- 歯科石灰化剤に含まれるリン源とカルシウム源が、難溶性酸性リン酸カルシウム粒子(A)並びにリン酸のアルカリ金属塩(B)のみからなる請求項1又は2記載の歯牙石灰化剤。
- 更にフッ素化合物(D)を含有する請求項1〜3のいずれか記載の歯牙石灰化剤。
- フッ素化合物(D)がフッ化ナトリウムである請求項4記載の歯牙石灰化剤。
- 歯牙石灰化剤がエナメル質石灰化剤である請求項1〜5のいずれか記載の歯牙石灰化剤。
- 請求項1〜6のいずれか記載の歯牙石灰化剤を含有する歯面処理材。
- 請求項1〜6のいずれか記載の歯牙石灰化剤を含有する歯磨材。
- 請求項1〜6のいずれか記載の歯牙石灰化剤を含有するチューイングガム。
- 難溶性酸性リン酸カルシウム粒子(A)、リン酸のアルカリ金属塩(B)、及び水(C)を主成分とする液体又は水系ペーストを混合する歯牙石灰化剤の製造方法であって、難溶性酸性リン酸カルシウム粒子(A)が、無水リン酸一水素カルシウム[CaHPO 4 ]粒子及び/又はリン酸一水素カルシウム2水和物[CaHPO 4 ・2H 2 O]粒子であり、難溶性酸性リン酸カルシウム粒子(A)の平均粒径が0.1〜5μmであり、難溶性酸性リン酸カルシウム粒子(A)100重量部に対してリン酸のアルカリ金属塩(B)を4〜60重量部配合し、歯牙石灰化剤の全量100重量部に対する難溶性酸性リン酸カルシウム粒子(A)の配合量を20〜70重量部とし、かつ歯牙石灰化剤の全量100重量部に対する水(C)の配合量が15〜84重量部となるように水(C)を主成分とする液体又は水系ペーストを加えて混合することを特徴とする1剤型のペースト状歯牙石灰化剤の製造方法。
- 難溶性酸性リン酸カルシウム粒子(A)及びリン酸のアルカリ金属塩(B)を含む粉体又は非水系ペーストに、水(C)を主成分とする液体又は水系ペーストを加えて混合する請求項10記載の歯牙石灰化剤の製造方法。
- 難溶性酸性リン酸カルシウム粒子(A)を含む粉体又は非水系ペーストに、水(C)を主成分としリン酸のアルカリ金属塩(B)を含む液体又は水系ペーストを加えて混合する請求項10記載の歯牙石灰化剤の製造方法。
- 水(C)を主成分とし難溶性酸性リン酸カルシウム粒子(A)を含む液体又は水系ペーストに、水(C)を主成分としリン酸のアルカリ金属塩(B)を含む液体又は水系ペーストを加えて混合する請求項10記載の歯牙石灰化剤の製造方法。
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