JP7292572B1 - 人工歯牙製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
一般的に抜歯対象となるのは、齲蝕、歯牙破折、外傷、腫瘍、嚢胞、難治性の根尖性歯周炎、歯周病などであるが、ここでは歯牙破折及び根尖部に小指等大の歯根嚢胞があるために抜歯適応になった天然歯(図4中S0で示す)を一例として挙げる。この歯のCTデータ(DICOM)を取り(図4中SA1で示す)STLファイルへ変換し、それを基にしてCADで設計を行う。その際に大きさを98~99.6/100さらに好ましくは99~99.5/100に縮小し、歯根の湾曲部や肥大部などはデータ調整することにより埋入しやすい形態に修正する。修正したデータをCAMに入れ込みジルコニアまたはハイブリッドレジンを光造形3Dプリンターで削り出すことで、元の天然歯の形態をほぼ再現した人工歯牙1の本体を製作する(図4中SA2で示す)。なお、ジルコニアの場合は、削り出した後、更に専用の電気炉で6時間程度焼成をして完成する。
製作した人工歯牙1の歯根部に平均粒径25μmのアルミナ粉末を0.45MPaで噴射することでサンドブラスト処理を実施してから、水洗乾燥後にリン酸にてエッチング処理を行い、更に水洗乾燥してからMMA系レジンセメントを接着剤として薄く塗布する。
これとは別に事前に、人工歯牙1の本体の歯根部の模型をシリコン系印象材で印象して作成しておいた凹型容器2の内部に、MTAセメントを満遍なく薄く注入し、前述のMMA系レジンセメントを塗布した人工歯牙1の歯根部を押し込み圧接する。これにより、人工セメント質に相当するMTAセメント層を接合する(図4中SA3で示す)。
そして、24時間経過後凹型容器2から取り外すことにより、図1に示すように、元の天然歯の歯根をほぼ再現した人工歯牙1の表面にケイ酸カルシウムを主成分とする人工セメント質(図1矢印部分の範囲で示す)を付与することができる。
このケイ酸カルシウムは生体内でリン酸と反応し、表面にリン酸カルシウムの結晶を析出し安定する。これらの物質は生体親和性が高く、図2(特に白抜き矢印で示す部分)に示すように、時間の経過とともに周囲に歯槽骨を含む歯周組織を誘導するといった特性を有する。
凹型容器2から取り出した人工セメント質を有する人工歯牙1を、培養増殖させた歯根膜細胞を一層接合させたリン酸含有の凹型を形成したゲル状培養地4に挿入(圧入)することで、密閉状態の培養容器5の中で、表面に歯根膜細胞を結合させる(図4中SB4で示す)。
人工歯牙1に接着したMTAセメントの表層からはカルシウムイオンが徐放され、これがゲル状培地に含まれるリン酸イオンと結びつき、MTAセメント層の表面にリン酸カルシウムの結晶の薄い層が徐々にできる。このリン酸カルシウムが図3に示すように結晶化する過程で、供に培養した歯根膜細胞層のシャーピーの繊維が馴染んでいく。結晶化が進めばMTAセメント層の表面は硬化し機械的強度が増して安定し、更にシャーピーの線維がリン酸カルシウム結晶に取り込まれ、一週間程度で人工歯牙1の人工セメント質の表面に歯根膜細胞層が線維性結合する。
一般的には智歯などの不要歯があれば当該歯を抜歯して採取するが、そのような歯が無い場合は抜歯対象歯牙を細いヘーベルと鉗子を用いて脱臼させ、鉗子で抜歯し保持した状態で、ハンドスケーラーにて歯根部に付着している歯根膜細胞一塊をそぎ落とす様に集め採取する(図4中SC1で示す)。採取した歯根膜細胞は即座に輸送のための体液成分に近い培養液に入れて冷蔵保存しておく。
鉗子で保持している抜去歯牙は再び抜歯窩に戻す。止血後にコンポジットレジンにて隣接歯と固定することにより再生着させることができる(図4中SC2で示す)。
また、既製の歯根膜細胞シートを使用することもできるが、拒絶反応や感染症などの諸問題が解決されていることが使用の条件となる。
採取した歯根膜細胞を冷蔵状態で細胞培養ラボに運搬し(図4中SB1で示す)、in vitroでシャーレを用いて低温培養し、人工歯牙1の歯根の表面積に相当する程度まで増殖させる(図4中SB2で示す)。この際の培地は、アルファMEM培地に50μg/ml濃度でアスコルビン酸2リン酸を含んだ物を使用する。更には、これに加えウシ胎仔血清(FCS)を用いる。これとは別に小型の容器に全く同じ組成のゲル状培養地4を作り、移植予定の人工歯牙1の1.1~1.2倍に相当する凹型を形成し、その凹型内部にシャーレで培養増殖させた歯根膜細胞3の層を移し更に数日培養する(図4中SB3で示す)。
上記のゲル状培養地4の凹型の部分に、人工セメント質を有する人工歯牙1を圧入し歯根膜細胞を結合させるが、その後も培養容器の中で数日培養することでケイ酸カルシウムの表層にリン酸カルシウム結晶の析出を促す。培養容器5は、密閉し持ち運びが可能な小型のサイズで、運搬時は保冷剤等で低温保存する必要がある。
培養容器5に入った人工歯牙6をチェアーサイドに用意して、保存不可能歯を歯槽骨側の歯根膜の損傷を低く抑えて抜歯する(図4中SC3で示す)。
不良肉芽を完全掻把し、ダイオードーレーザーを照射する(図4中SC4で示す)。その後に、培養容器5から歯根膜を有する人工歯牙6を取り出し(図4中SC5で示す)、その人工歯牙6を抜歯窩に即時埋入し、コンポジットレジンで簡単な固定をする(図4中SC6で示す)。
2 凹型容器
3 培養増殖させた歯根膜細胞
4 凹型を形成したゲル状培養地
5 密閉状態の培養容器
6 歯根膜細胞を付与した人工歯牙
Claims (5)
- 本体の歯根部の表面に人工セメント質に相当するケイ酸カルシウム層を接合させ、該ケイ酸カルシウム層の表層に歯根膜の層を付与して、リン酸を含む培地にて培養することにより線維性の結合をさせた人工歯牙の製造方法。
- 前記本体の素材がジルコニアまたはハイブリッドレジンである請求項1に記載の人工歯牙の製造方法。
- 前記本体の歯根部の表面に前記ケイ酸カルシウム層を接合させる際にMMA系レジンセメントを用いる請求項2に記載の人工歯牙の製造方法。
- 前記歯根膜として人工歯牙埋入対象者の歯根膜を使用する請求項1に記載の人工歯牙の製造方法。
- 前記歯根膜として既製の歯根膜細胞シートを使用する請求項1に記載の人工歯牙の製造方法。
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