Minimal Interventionの観点から歯科のう蝕治療に欠かせないAir Abrasive Technicについて　＜その２＞

【その社会的背景】
　国民の医療に対する権利意識の向上と医療ニーズの多様化が進むなか、医療現場におけるアメニティ（Amenity)の問題は医科、歯科を問わず共通した課題になっている。とりわけ歯科においては、特殊疾患を除けば、無痛治療は患者の誰もが持つ潜在的な願望であり、最近では歯科医院を選ぶ基準のひとつになりつつある。痛みを予防し、発生させないような治療はアメニティの向上のための要件であり、歯科治療におけるこれからの課題と思われる。
　初めて来院する患者の殆どが痛みを主訴としており、痛みをコントロールすることは重要であるが、治療行為そのものが痛みを連想させるような従来の治療術式を、最先端技術を駆使した先進機器の応用によって少しでも解決できるならば、国民がもつ歯科治療に対する恐怖感を解消し、イメージアップのも役立つものと思われる。
　また、医療が抱えている今日的課題の一つに医療紛争問題があり、医療現場における患者と医療者の関係に新たな局面を迎えている。最近の傾向として事故がなくても紛争になる場合があり、医療技術が高度化し、疾病構造の多様化によって医療行為そのものが医原性疾患（Iatrogenic Disease）を生み出しかねない状況になってきている。わが国が多くの有病者を抱えつつも世界一の長寿が達成されていることは、健康と長寿が裏腹になっていることを示唆しており、歯科を受診する患者の多くが何らかの基礎疾患を持つ有病者（Compromise Host）であることを改めて認識する必要がある。医者が聖域と言われた論拠として、患者を傷つける権利と患者のプライバシーを知る権利があったが、それはもはや過去のものになりつつある。
　このような社会的背景を踏まえて、歯科医師は治療行為による医原性疾患や医療過誤を引き起こさないような診療システムの確立が求められている。

【Restorative Cycleについて】
　わが国における抜歯の原因調査によると齲蝕が最大の原因であることが明らかである。国民皆保険による平均受診率が欧米に比較して高い環境で、齲蝕の初発から放置されたまま抜歯に至るケースはデータからも稀と思われ、大多数が齲蝕の初発から再治療を繰り返す過程で悪化していく、いわゆるRestorative Cycleのケースであると思われる。
 早期の発見、早期治療の方針のもとに、不適切なシーラント充填に始まって表1の順序で悪化することは、わが国の疫学的調査でも立証されている。
　ここで問題になるのは、悪化の原因に歯科医師の不注意な治療行為や未熟な技術（Technic Error）による医原性疾患が関わっているか否かである。
筆者も自分自身の患者で、過去に行った2級インレーやクラウンの接触部の隣在歯齲蝕を多く経験しており、エアータービン等の回転切削時の不注意が原因と推測され、患者に対する悔恨の念に苛まれる思いをしている。最近は歯冠形成には隣在歯との間にメタルストリップス等を介在させながら細心の注意を払って形成を行うように努めてはいるが、回転切削の欠点をすべてカバーするところまでは至っていないのが実情である。
　スウェーデンのEckerbomらの疫学研究によると、無髄歯が有髄歯に比較して歯牙損失の傾向が高く、歯髄の有無が歯牙喪失に影響する大きな要因となっている。わが国では数少ない疫学調査であるが、安藤雄一氏らの歯髄保護の重要性の根拠について疫学的観点から論じた研究からも分かるように、歯髄を保存することが歯牙の永久保存には必要条件であり、歯髄に傷害を与えるような治療行為は避けるべきである（本note 「恐ろしい疫学調査・早期発見・早期治療の疑問」）。
　一般に行われている窩洞形成時の加圧・振動を伴う回転切削法による歯牙の切削は、バーのブレードやダイヤモンド粒子が使われており、歯牙組織を細かく砕く作用によって削るため、歯の表面に微小なヒビや割れが生じ、これが咬合圧や時間の経過とともに広がり歯牙の破折や二次齲蝕の原因になると考えられている。また、歯とバーの接触面で摩擦熱が生じ、その熱が象牙質細管内液の内方向への移動（Hydro dynamic theory）を引き起こし、痛みの原因とされている。さらに象牙質にいたる窩洞形成では、象牙細管または象牙芽細胞の突起を介して象牙芽細胞の傷害を引き起こすことは多くの基礎研究で実証されている。
　このように歯髄組織に刺激が伝達され、歯髄に反応が起こることは同時に歯髄神経を刺激して疼痛発生の原因になるのは明らかであるのみならず、場合によっては歯髄組織に炎症性の反応を惹起させることが知られている。
エアータービンによる切削では、歯髄に対する傷害が大きく、十分な注水冷却が不可欠であるが、実際の臨床では切削部位によっては注水が到達しえないこともあるため、歯髄傷害を起こしていると考えられる。また、歯髄が熱だけではなく切削時の過度の振動にも反応することは十分に推測され、骨を通して効率よく伝わり増幅されるため、患者の多くがこの振動によって痛みや不快症状を訴えることがある。歯冠形成で歯髄の生死に及ぼす影響について調べた研究では、修復後3年から30年経過したもので全部被覆冠では13.3％の歯牙に歯髄壊死が生じており、修復されていない歯の場合の0.5％と比べて有意に高率である。現在は、定説になっている象牙質・歯髄複合体(Dentin Pulp Complex）という観点から、象牙質ならびに歯髄に傷害になるような切削法は可及的に避けたいものである。

【Air Abrasive Technicの特徴】
　前回に述べたように、Air Abrasive Technicは歯牙に接触しない、熱の発生がない、振動がない、加圧がない、切削器の不快音が生じない等の特性からその性状をよく理解し活用すれば、医原性疾患や院内感染の防止のみならず、患者に苦痛を与えない歯科治療としてレーザー治療とともに歯科界における福音をもたらす高度先進機器であることは間違いなく、歯科医療におけるアメニティの向上に貢献するものと思われる。
　また歯牙にとっても、生理的で人に対してもやさしい治療法であるために障害者、小児、高齢者、循環器障害や心疾患などの有病者、麻酔に対するアレルギーを有する患者などの歯科治療に有効である。しかし、回転切削とは切削原理が異なる噴射切削は、その性状からすべての形成には対応できないところから、その限界を超える軸面形成が必要な2級窩洞、歯冠形成には現在のところ回転切削を利用せざるを得ず、双方の特性を活かした使い方をせざるを得ない。
　筆者の場合、Air Abrasive Technicによる症例の殆どは注射麻酔を必要としないため、患者の反応を見極めながら齲蝕象牙質の処置が可能となり、歯髄の保存率が以前に比較して高まっている。そこで、筆者がAir Abrasive Technicの噴射切削装置（Micro  Prep）を治療に導入し、使用した結果として、
1．回転切削と比較して患者への苦痛が少ない
2．小さな形成が可能なため歯質の切削量を必要最小限にできる
3．殆どの処置が注射麻酔を必要としない
4．接着性レジンの開発に伴ってG.B Blackの窩洞形成の法則にとらわれる必要がなく、齲蝕に罹患した部分だけを削除できる。
5．切削によるエナメル質のチップやマイクロクラックが生じない。
6．上記4、5によってRestorative Cycleの予防になり医原性疾患を引き起こしにくい
7．齲蝕象牙質の削去が確実にできるため歯髄の保存療法が容易である。
8．切削時間の短縮と効率が良いため、同時に多数の形成が可能
9．切削面にスメア層やスメアプラグができず、レジンの接着力を高める。
10．質の高い治療が望める
11．患者、術者の双方にとってストレスが軽減できる。　
　などが挙げられるが、術者の発想によっては応用範囲が広がる可能性を持った機器である。
　ここで、読者のなかには噴射切削に使用されるアルミナ粉末（酸化アルミニウム50μm）が人体に与える影響について危惧される方がおられるかと思うので、筆者が知る範囲内で述べたい。
　酸化アルミニウム自体には米国で行われたin  vitroの研究では細胞毒性は認められず、肺疾患の原因とされるシリカはいっさい含有していないので呼吸器系への障害は考えにくい。また、Micro  Prepに使用される酸化アルミニウム粒子の大きさは50μｍであるので肺胞には侵入できず排泄されてしまい、1回の切削に使われる量も少ないので人体への影響は問題にならないとされている。
　一方、診療室空間のおける酸化アルミニウム飛散沫の基礎研究も米国においてS.S.White社のAir Dentを利用した種々な実験がなされており(1952年）、1994年にはハムスターによる動物実験を、1996年には生体バロメータによる研究など数多くの論文が発表されているが、診療室内での測定では米国政府の許容安全基準を数倍下回っている。最近の口腔外バキューム開発によってデータはさらに改善されているものと思われる。

【Air Abrasive Technic（Micro  Prep）の原理、および使用上の注意点についての解説】　
前回に述べたように、本法は機械的なエネルギーよりも運動エネルギー（Kinetic Energy）の応用に基づくもので、表2の方程式であらわされる。
　ここで、質量には酸化アルミナ粒子、速度には小さなチップのノズルから噴射される圧縮空気が充当される。得られるEの量は粒子のサイズよりも2乗された速度の方が大きく、切削能力に影響を及ぼす。噴射された粒子は、歯牙組織を砕いていくのではなく、研磨作用（Abresion）にょって切削するもので、物質を摩耗させる方法（a wearing away）で酸化アルミナ粒子が歯の表面に当たるときに生じる摩擦によって、歯面を迅速かつ効率よく切削する。この際、発生する摩擦熱はごくわずかで、しかもエアーの噴射によってすぐに放散させられるため、象牙質細管内液の移動は惹起されず、患者への不快感や痛みを与えないとされている。
 なお、本機(Micro Prep 図25）による窩洞形成の切削効率は、多種の設定条件によって影響を受け、この条件をうまく制御できるかどうかは使用者の技量者による。本機による制御が可能な条件には、エアーの噴射圧力（Air‐ Pressure）、粒子の噴射量（Powder rate）、ノズルの口径（Nozzle size）、パルス（Pulse）などがあり、一方、修得が必要で使用者の技量に左右される条件としては、歯面とノズルチップとの距離、歯の表面でのチップの運動率、チップの一定の動きを維持できる能力、歯面とチップの角度等の作動能力が挙げられる。能力を最大限に発揮させるには制御装置の機能を十分に理解することができる。
　臨床に先立ってノズルサイズ、粒子噴射量、エアーの噴射圧力、ノズルチップと歯面との距離、角度等を変化させることによって、切削錐（cutting cone）の大きさや粒子の噴射による切削力の強さが変化することを理解する必要がある。粒子の噴射によって、切削の先端は錐形に形成される。これは、噴射の外縁部にあるアルミナ粒子がノズルの側口と接触摩擦することで、速度が落ちた粒子がさらに近くの粒子に触れて、次々に速度を落とし、中心部に近づくにつれて粒子の速度が増すことから噴射の形が円錐形（図26）になるとされている。

【設定条件】
　１．Air Pressure（エアー噴射圧力）
       運動エネルギー方程式E＝1/2MVの２乗のVに該当し、噴射圧力が上がる　　ほど切削率も上昇し、切削効率に影響する
　２．Powder Flow Rate（粒子噴射量）
　　方程式Mに該当し、粒子噴射量が増えると切削率も上昇するが、運動
　　エネルギーが速度の2乗で変化することから、エアー噴射圧力の増大が
　　切削率に及ぼす影響ほど顕著ではない。臨床においては、粒子の噴射量
　　はもっとも低い値に設定した方が切削効率がよく、粒子のエアゾール量
　　も減少するため、口腔内の視野の改善にもなる。
　３．ノズルチップと歯面間の距離
　　切削部の深さと広さは共にノズルチップ‐歯面間の距離を変化させること
　　で調節できる。ある距離のところで切削効率が急激に減少する。
　４．ノズルチップの口径
　　ノズルチップの口径が大きくなるにつれて、粒子の噴射による切削力は
　　減少していく。切削部の深さと広さは共にノズル口径を変えることによ
　　って調節することが可能である。切削効率は大口径のノズルでは急激に
　　減少する。筆者は、この特性を利用して操作上困難な深部カリエスの齲
　　蝕象牙質の削去時にしばしば大口径ノズルを利用している。
　５．ノズルチップと歯面の角度
　　切削効率は、この角度によって著しく影響がある。理想的なノズルチッ
　　プの角度は90°である。

　以上がMicro  Prepの設定条件であり、切削効率や形状にどのような影響を与えるかをよく理解し、臨床に応用することが肝要である。また、噴射される粒子はもっとも抵抗の少ない経路を選ぶ傾向があることも知っておく必要がある。この点は臨床において操作上大変重要な事項であり、症例によっては細心の注意が要求される。

【Micro  Prep噴射切削の性状】　臨床においては、設定条件における歯牙切削の状態をよく把握したのち、ノズルチップの動きを制御して、切削面が凹凸にならず均一な深さと広さになるように形成することが必要であり、まず抜去歯牙等を用いて研修することが肝要である。理想的な仕上がりを得るためには回転切削でも同じだが術者に安定した切削動作のテクニックが求められる。
図46は実際に臨床に応用する前に、抜去歯牙を用いて切削が均一な深さと広さになるように練習を行うものである。ノズルチップは歯面に対し90°の角度で、距離は1~2㎜にして、平行な線上を近心から遠心へ、またその逆に同じ速さで動かし平行な溝を切削する。この際エクスプローラーとペリオプロープで、深さと広さが均一になっているか否かの確認をしながらの練習をする。もし、溝が広がったり浅くなっていくような場合は、図47に示すようにノズルチップと歯面との距離が徐々に長くなってしまっているのが原因である。これは図26での噴射の形から容易に理解できる。逆に、図48のように溝が次第に狭く、浅くなっていくような場合は、ノズルチップと歯面との距離が徐々に短くなってしまうのが原因である。
　図46中のBは直立する壁が内側に収束して明確な鋭角になった平行なⅤ形の溝が形成された理想的な切削状態を示している。このような滑らかな壁と鋭角をもつ切削を完璧に行うことは熟練を要するが、大切なのは切削の深さと広さを正確に制御できることである。チップが前後左右に揺れたり、切削の向きを変えるときに同じ線上を逆戻りできないと図49のような不規則な壁や、図50の明確な角度がつかない底が形成される。さらに、実際の臨床では近心と遠心の象牙質‐エナメル質境界（Dentin-enamel junctions）のところで、切削深度は最大になる。これはおそらく象牙質‐エナメル質境界にコラーゲンファイバーが増大集中しているため、この部の象牙質がより軟らかくなっていることから切削が進むものと思われる。Air Abration Technicによる歯質の切削には、この現象を理解し考慮に入れて行わなければならない。

【症例報告（図1~24,27~45,および51~61)】
　Air Abration Technicに使用するMicro  Prepは、歯牙の切削、加工、処理や窩洞形成を迅速かつ効率よく行うことができる多様性の機器であり、術者が本法の原理、特性をよく理解し経験を踏めば限りなく応用範囲が広がるものと考える。
　筆者が本シリーズで紹介する症例は、使用期間２年という限定された期間であり、使用当初は十分な資料もなく自己流に操作していたため、理想的な切削は望めなかったが、現在はメーカー側の優れたMicro  Prep Director（歯科治療用）が用意されているので、短期間でAir Abration 法が習得できるものと思われる。