合成ヒドロキシアパタイトに対するStreptococcus mutansの脱灰作用 : ヒトエナメル質および象牙質と比較して

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  • Demmeralization of Hydroxyapatite by Streptococcus mutans : As compared with human dental enamel and dentin

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抄録

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インプラント治療では,チタン製インプラントにヒドロキシアパタイト(HA)をコーティングすることにより,早期かつ強固なオッセオインテグレーションを得られることが知られている。しかしながら,インプラントが口腔内に露出した際にはコーテイングされているHAが歯垢細菌の産生する酸によって脱灰されることが考えられる。本研究では,う蝕の原因菌の1つとされるStreptococcus mutansを用いて,合成HAに対する脱灰作用について検討し,ヒトエナメル質および象牙質と比較した。すなわち合成HA,エナメル質,象牙質の試料をそれぞれ5.0mgづつ秤量し,Streptococcus mutans懸濁液(10^9 cells/ml)を加え37℃にて24時間脱灰し,上清中のカルシウム濃度について比較検討した。脱灰液として酸性緩衝液(pH 4.2)と0.01N塩酸を用いた。Streptococcus mutansの産生する酸による脱灰の経時的変化のパターンは,それぞれの試料で同様であったが,脱灰によるカルシウム溶出量は象牙質>エナメル質>合成HAの順で多かった。しかし,最も少なかったHAの脱灰によるカルシウム溶出量においても,24時間後には象牙質の77.0%,エナメル質の83.5%に達した。この脱灰によるカルシウム溶出量の差は,臨界pH,有機基質の有無,各試料の結晶の大きさ,反応表面積等の相違によると考えられた。以上の結果より,インプラント体表面に用いられるHAもエナメル質,象牙質の場合と同様に,Streptococcus mutansの産生する酸によって脱灰破壊されることが示された。

Coating titanium dental implants with hydroxyapatite is reported to enhance osseointegration with the surrounding oral tissues. However, the hydroxyapatite coating is thought to be demineralized by acid produced by oral microorganisms. This study examined the demineralization of synthetic hydroxyapatite (HA) by Streptococcus mutans. The mode of demineralization was compared with that in enamel and dentin particles. HA, enamel, and dentin were incubated with S. mutans (10^9 cells/ml) and 5% sucrose in microwells at 37℃ for 24 h. Acidic lactate buffer (pH4.2) and 0.01 N HCI were used as demineralization solutions. The time courses of the calcium concentrations resulting from demineralization by the acid produced by S. mutans were similar for the three substrates. However, the extent of calcium release was greatest for dentin, followed by enamel and HA. Although calcium release was lowest with HA, calcium release caused by demineralization of HA was equivalent to 77.0% of that with dentin and 83.5% of that with dental enamel after 24 hours. The differences in the time courses and extents of calcium release among the three acidic agents were attributed to potential differences in critical pH, the mineral crystal size of each substrate (i.e., surface area available for reaction), and the presence of various amounts of organic components in enamel and dentin. These results suggest that the HA coating of implants is demineralized similarly to enamel and dentin by acid produced by S. mutans.

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