Dental Tribune Japan

インタビュー:「多段式万能接着剤はロジックの次の進化」

By GC International
May 10, 2021

Journal of Adhesive Dentistryの共同編集者であり、ベルギーのルーベンカトリック大学口腔保健学科長であるBart Van Meerbeek教授は、歯科用接着剤の分野で最も尊敬されている人物の一人です。今回のインタビューでは、最新世代のユニバーサルアドヒーシブについて、また、長期的な接着安定性のために最も重要と思われる要素について詳しく語って頂きました。

[Van Meerbeek教授によると、簡略化されたユニバーサルまたはマルチモード接着剤の利点は、エッチ&リンス(E & R)モードとセルフエッチング(SE)モードを統一できることです。ボンディング剤が進化しているにもかかわらず、多くの歯科医師は旧世代のマルチステップ接着剤を使用することを選択しています。その理由は何だと思いますか?]
ユニバーサル接着剤は、E&RやSEボンディングの後に使用できるだけでなく、間接修復物の接着ルーティングにも推奨されています。また、ガラスセラミックスとの接着のためにシランを含有しているものや、ジルコニアとの接着のためにMDPモノマー(10-メタクリロイルオキシデシルジハイドロジェンホスフェート)を含有しているものが多く、この最新世代の接着剤は、E&R、SE、セレクティブエッチのいずれのモードにも対応しながら、直接修復と間接修復の両方に使用することが可能であることから、「ユニバーサルアドヒーシブ」と呼ばれています(図1)。

ユニバーサル接着剤の利点にもかかわらず、多くの歯科医師は、特定のタイプの接着方法を好むか、特定の製品に慣れ親しんで満足しているため、接着方法や歯科用接着剤を変える必要性を感じていません。私の考えでは、歯科医師が勉強で教わったことも、接着方法の選択に影響していると思います。歯科医師は、自分が学んだ技術が効率的だと思えば、その方法を続ける傾向があります。

個人的には、ユニバーサルアドヒーシブを使用する際には、ほとんどの臨床例で特定のプロトコルに従っています。私の好みは、事前にエナメル質を選択的にエッチングして、象牙質にSEアプローチを行うことですが、超石灰化した硬化性象牙質やほとんど浸透しない象牙質に接着する場合は例外です。そのような場合には、E&Rアプローチを選択します。


[長い間、研究の範囲は接着剤モノマーの種類や接着強度試験の方法、また接着強度そのもののレベルに集中していました。最近では、接着の耐久性や長期的なパフォーマンスに焦点が当てられているようです。その点で、異なる世代の接着剤をどのように評価していますか?]
まず強調したいのは、接着剤用モノマーの開発には未だに多くの関心が寄せられているということです。その好例が、2-ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)の適切な代替品を見つけようとする数多くの研究開発の取り組みです。HEMAは、多くの欠点があるにもかかわらず、未だに多くの接着剤に使用されています。もう一つの目標は、現在最も効果的な機能性モノマーであるMDPの後継として、同等の効果を持ちながら、より加水分解性の安定したものを探すことです。

個人的には、接着剤の分類に「世代」という言葉を使うのは好きではありません。なぜなら、この言葉は、特定の世代の接着剤に採用されている接着モードを表していないからです。SEとE&Rという2つの接着方法と、そのステップ数を指定したいのです。

現在、ほとんどの接着剤は、十分な「即時」接着効果を保証しています。これは、理想的な実験環境でモデル象牙質に接着したときに良好な性能を発揮することを意味し、塗布後比較的すぐにテストされます(通常は24時間後または1週間後)。そのため、ほとんどの場合、即時接着強度のデータだけでは、現在の接着剤を差別化することはできません。

「3ステップのE&Rと2ステップのSE接着剤は、今でもゴールドスタンダードと言われています」

そのため、長期的な挙動を知るためには、製品に挑戦することが非常に重要になります。Journal of Adhesive Dentistryの編集長としてお伝えしなければならないのは、経時変化のない接着強度のデータを報告する論文は受け付けていないということです。もちろん、実験室での人工的な経時変化は、臨床の状況に直接置き換えることはできませんが、少なくとも接着の安定性を示すことはできます。私は、接着剤を試験する際には、長期間の熱サイクル(少なくとも50,000サイクル)に試料をさらすか、少なくとも2ヶ月間水に浸すことで、実際に挑戦することをお勧めします。

科学的に文書化された製品の依存性は存在するものの、3ステップのE&Rと2ステップのSE接着剤は依然としてゴールドスタンダードと考えられています。これは主に、特定の市販接着剤について、実験室および臨床研究の両方で、長期にわたる良好な接着性能の十分かつ一貫した証拠が記録されているからです(後者は10年以上の臨床使用が可能です)。他の簡易接着剤は、使いやすさのために接着性能の一部を犠牲にした「トレードオフ」の接着剤だと考えています。そのため、まだゴールドスタンダードのレベルには達しておらず、十分な期間の臨床試験も行われていないのです。このトピックの詳細については、Journal of Adhesive Dentistryに掲載された我々の意見書を参照してください(図2:Van Meerbeek 氏ら、2020年、Journal of Adhesive Dentistryの22:7-34)。



[簡易型E&R接着剤の潜在的な弱点として、コラーゲンの分解やE&RとSEの両方のアプローチにおいて、ポリマーマトリックス自体の加水分解についての認識があります。これらのトピックについて、歯科医師が知っておくべき重要な点は何でしょうか?]
結合の分解には主に2つの経路があることが科学的に報告されています。まず、マトリックスメタロプロテアーゼとシステインカテプシンが関与する、いわゆる酵素による生分解があります。研究においてはこの経路に大きな注目が集まっていますが、このような酵素活性の結合分解への寄与はまだ不明であり、私の個人的な意見では、2番目の結合分解経路に比べてはるかに関連性が低いと考えられます。第二に、接着剤界面への水の収着または水の取り込みがあり、加水分解的な接着剤の劣化メカニズムを誘発します。

「接着耐久性の最も重要な要因は、安定した疎水性の接着剤界面で良好なシール性を確保し、水の取り込みを防止または制限することである」

私は、水の収着が最も重要な分解経路であると考えています。口腔内環境と象牙質自体が2つの水源となります。接着剤の界面は、特に接着剤がすぐに硬化しない場合には、下層の象牙質組織から浸透圧によって水を吸収することがあります。口腔外環境からの水の取り込みと合わせて、これが象牙質との接着界面の加水分解につながる可能性があるといえます。

最近では、水の吸収を防ぐための良好な界面シールの重要性が過小評価されていると思います。これは実際の接着性能の他に、接着剤が満たすべき第一の要件です。また、酵素による生分解に注目が集まりすぎていますが、これは時間とともに過ぎていく研究傾向だと思います。それと並行して、工業的な研究開発では、プライマーと接着剤の樹脂を組み合わせた一液型のユニバーサル接着剤の開発に力を入れています。これは、樹脂の量を減らして溶剤の量を増やすことで親水性を高め、その結果、水の吸収に敏感になり加水分解を起こしやすくするものです。

接着耐久性に最も重要なのは、安定した疎水性の接着剤界面で、良好なシールを確保し、水分の取り込みを防止または制限することです。接着剤がこの最小透過性のシールを提供すべきであることを一般開業医に明確にしなければなりません。

[歯の侵食、バルクフィル技術、光硬化プロトコルの短縮化などのトレンドは、接着歯科に新たな課題をもたらしています。ダイレクトプロトコルで高いレベルの接着強度、耐久性、長期的なパフォーマンスを実現するために、どのようなことを推奨しますか?]
私が好んで使用しているボンディングプロトコルは、選択的エナメルエッチングとMDPモノマーを用いたSEアプローチを組み合わせたものです。機能性モノマーの中でも、MDPは現在最も効果的な選択肢と考えられています。MDPモノマーのエッチング能力によるマイクロメカニカルインターロッキングに加えて、このモノマーは化学的相互作用の可能性をもたらします。化学的相互作用とは、分子同士の最も内側にある接触のことで、接着耐久性の基本となるものです。よくある誤解は、化学的相互作用によって結合強度が増すと考えられていることですが、それは違います。化学的相互作用は、結合強度を安定したレベルに維持する役割しかありません。

また接着強度の耐久性にとって重要なのは、界面の即時シールです。光硬化を延期すると浸透圧効果が生じ、下層の象牙質から水分が吸収されます。先に述べたように、このターゲットとなる界面のシールは、もちろん高度な疎水性でなければなりません。

また、ハイブリッド層を保護し安定させるためには、接着層にもある程度の厚みが必要だと強く思います。厚みのある接着層は、衝撃吸収層や応力吸収材として機能し、例えば、層状の複合材の収縮を補うことで、下層の接着界面に引張応力を与えることができます。

以上のことから、長期的な接着安定性を得るためには、選択的なエナメルエッチング、MDPモノマーを用いたSEアプローチ、疎水性シール、一定の厚さの接着層が必須条件であることを述べたいと思います。

[GCは、HEMAを含まないボンディング剤の開発に成功しています。この機能の具体的なメリットは何だとお考えですか?]
今日でも、HEMAはそのいくつかの良い特徴のために、多くの市販の接着剤に添加されています。HEMAは、他のモノマーの共溶媒として作用し、水・モノマーの相分離を防ぐことができます。低分子量でサイズが小さく親水性が高いことから、HEMAは効果的な表面湿潤剤であり、相互拡散・浸透剤でもあります。後者の特徴により、E&Rボンディングプロトコルの一部であるリン酸エッチングの際に露出する、湿潤で脱灰したコラーゲン豊富な象牙質に比較的深く浸潤することができるのです。

しかし、HEMAには大きな欠点もあります。それは、親水性が高すぎるため、水の収着性が高いことです。ユニバーサル接着剤は、水とHEMAを同一溶液中に含んでおり、HEMAが水と非常に相溶性が高いため、界面から水を取り除くことはほとんど不可能です。またHEMAは重合性が低く、硬化させてもゲル状の柔らかい状態が続くのもマイナスポイントです。適切に硬化しないと、結果的に樹脂マトリックスは十分な強度を得られません。そのため、HEMAはポリマーマトリックスの機械的強度や安定性にはほとんど寄与しません。もう1つのマイナス面は、低分子であるため、他の機能性モノマーと競合して化学的相互作用を阻害する可能性があることです。例えば我々の研究では、HEMAがMDPモノマーのナノレイヤリングに影響を与えることがわかっています。また生体適合性が低いこと、特にアレルギーの可能性が指摘されていることも、HEMAの無視できないデメリットです。

このような制限があるため、歯科メーカーはHEMAを含まない効果的な接着剤の開発・製造に努めており、HEMAに代わる効果的な接着剤を見つける必要があるのは間違いありません。

「これまでの研究から、接着層を厚くすることで、応力・衝撃吸収の機能を果たすことができると考えています」

[組成、技術的特徴、性能の観点から、最も効果的な2ステップボンディング剤の希望リストは何でしょうか?]
コラーゲンの保護膜を奪うことなく、エナメルをエッチングして十分なマイクロリテンションを実現する「ユニバーサル」コンディショナーが発見されない限り、リン酸による選択的なエナメルのエッチングは必須であると考えられます。接着促進剤としては、別のプライマーが必要です。このプライマーはMDPモノマーベースでなければならず、化学的な結合力が必要であります。このMDPモノマーは高品質でなければならず、溶液中に少なくとも10%、最大で15%という十分に高い濃度で存在しなければなりません。もちろんプライマーを硬化させるためではなく、ハイブリッド層の深い部分であっても全ての領域に光開始剤が入るようにする為であり、最終工程である第3段階の接着性樹脂を塗布した後に、浸透した樹脂がその場で効率的に重合できるようにする為です。

最後のステップでは、実際の接着剤となる別の接着樹脂をたっぷりと塗布します。この接着剤は、界面をしっかりとシールするものでなければなりません。重合性が高く機械的特性に優れ、水の吸収を抑えるために疎水性でなければなりません。また、十分な厚さで塗布しなければなりません(図3)。



これまでの研究から、接着層を厚くすることで、応力・衝撃を吸収する機能を果たすことができると考えています。この層の上に配置された複合材が収縮すると、界面には引張応力がかかりますが、弾性層(バッファ層)があれば、この引張応力による界面の剥離を防ぐことができます。

結論として、この接着剤は現在の歯科用接着剤技術のトレンドに沿ったユニバーサルなものであり、E&RやSEボンディングモードでの使用を可能にするものでなければなりません。トレードオフではなく、真に象牙質やエナメル質と長期的に安定した接着が可能な接着剤でなければなりません。

[あなたの意見では、親水性プライマーを塗布した後にHEMAフリーの疎水性層を塗布すれば、歯の基材に対する接着性能が最適化されるということでしょうか?]
象牙質は、水が接着剤の界面に浸透して吸収されるのを防ぐために、常に適切にシールする必要があります。HEMAを含まない疎水性層を塗布し、正しく重合した後にすぐにシールすれば水分の吸収は最小限に抑えられ、時間の経過とともに加水分解による接着力の低下を抑えることができます。したがって、マルチステップユニバーサルアドヒーシブは論理的な次の進化と言えるでしょう。

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