マイクロクラックと象牙細管

・若年者の象牙質で細管が開口している状態では、破折初期の亀裂伸展時に細管周囲に段差を形成したり、亀裂伸展方向前方の細管周囲にマイクロクラックを形成するなど、象牙細管そのものが亀裂伸展に抵抗して、より多くの破壊エネルギーを要するため、結果として高い曲げ強さを示す。
一方、細管が閉鎖した象牙質では亀裂伸展に抵抗するメカニズムが働かないため、亀裂が容易に直前的に進展し、破壊抵抗性が低いと考えられる。
さらに最近では、象牙質のコラーゲンに加齢とともに老化架橋(AGEs)が増加することが示されている。
筆者らもAGEs蓄積量が多いので曲げ強さが低下することを報告しており、加齢によるコラーゲン分子間架橋の老化という質的変化が象牙質の強度に影響していることが分かってきている。
(参考文献)
Kinney JH, Nalla RK, Pople JA, Breunig TM, Ritchie RO : Age-related transparent root dentin: mineral concentration crystallite size, and mechanical properties. Biomaterials, 26 : 3363-3376, 2005.
Shinno Y, Ishimoto T, Saito m, Uemura R, Arino M, Maruno K, Nakano T, Hayashi M : Comprehensive analyses of how tubule acclusion and advanced glycation end-products diminish strength of aged dentin. Sci Rep, 22 ; 6 : 19849, 2016.
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マイクロクラックは、小さいものが経年的に大きくなっていき、ある時点で突然崩れるように歯冠破折や歯根破折を惹起するものとイメージしていました。
ところが実際は、若年者と高齢者でマイクロクラックの入り方が異なり、それは象牙細管の閉鎖が関与していることが分かりました。
すなわち、若年者のマイクロクラックのそれぞれは、方向が異なるために高い曲げ強さを示すが、高齢者ではマイクロクラックが容易に直線的に進展するために、破壊抵抗性が低いということになります。
一方、日々歯科臨床を行っていると、歯冠破折や歯根破折を繰り返す人とそのようなトラブルがほとんどない人に大別できるように感じます。
いわゆる力の要素が大きいタイプとそうではないタイプがいるということです。
また象牙細管と曲げ強さの関係を示した報告では、40歳未満の被験者(N=16)の象牙細管閉鎖度は0-10%前後なのに対して、40歳以上の被験者(N=13)の象牙細管閉鎖度は0-100%と標準偏差が非常に大きいことが対照的な結果となりました。
こうして考えると、加齢によって誰もが象牙細管が閉鎖する方向に向かうけれども、閉鎖するスピードは個人差が非常に大きく、閉鎖するスピードが速い方は、遅い方よりも結果として力の要素が大きいタイプにカテゴライズされるのかもしれません。
また、象牙細管の閉鎖するスピードが速いタイプの人は、体内にAGEsが蓄積しやすいタイプなのかもしれません。
そしてさらに、AGEsは、活性酸素で変性した糖がタンパク質に結合したもので、生活習慣病のリスク指標になるだけでなく、糖尿病を惹起するといわれているので、生活習慣によって、何かしらのエピジェネティクスが発現する可能性も考えられます。

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