「61, 歯石が成熟して硬くなるまでの元素の変化」
0,引用元
「歯石が成熟して硬くなる過程で、そこに含まれるリン酸カルシウムの種類や量も変化していきます。」
中嶋省志 :予防の科学 chapter3, p154
1,引用文献
2,ABSTRACT
本研究は、1年間口腔内で成熟したヒト歯石中の元素組成と優勢構造に関する研究である。分析法として、白色ビームを用いた放射光蛍光X線法を採用した。試料は、他の臨床治療を必要としない同一被験者の異なる歯質から抽出した。Ca/Pモル比を分析することにより、歯石を構成するいくつかの結晶構造の化学量論的値と単純に比較することで、主要な結晶構造を推定することができた。その結果、初期の結晶構造(ブラシ石)から、より安定な構造(ハイドロキシアパタイト)へとゆっくりと変化し、八リン酸カルシウム、ホワイトロッカイトへと移行することが示された。時間の関数としてのマヨラー成分(CaとP)の濃度はシグモイド曲線をたどった。微量元素の濃度対時間の分析から、濃度値と結晶化過程の速度論との相関はないか、あるいは小さいことが示された。
3,INTRODUCTION
歯石は主に4種類のリン酸カルシウム相から構成されている。ハイドロキシアパタイト[Ca10(PO4)6(OH)2]、ブラッシュサイト(CaHPO4 2H2O)、ホワイトロッカイトまたはリン酸三カルシウム[(Ca,Mg)3(PO4)2]、リン酸八カルシウム(Ca8H2(PO4)65H2O)である。初期の結石沈着がより結晶性の高い相になるには、長い成熟期間(約1年)が必要である。SchroederとBambauer(7)は、X線回折を用いて、石灰沈着物の成熟初期(数週間)にブラシ石を、古い沈着物(ほぼ1年)にホワイトロッカイトとハイドロキシアパタイトを見出したが、リン酸八カルシウム(OCP)はすべての段階に存在した。
4,METHODS
体系的な唾液腺疾患や唾液腺疾患のない成人男性被験者から、数個の唾液腺小結石を採取した。サンプルは歯肉縁上結石で構成され、表Iに示すように歯牙片から採取した。被験者には最初に、採取に使用したすべての歯に付着した結石を除去する処置を施した。 被験者には、習慣的な頬洗浄の手順を守るように指示した。最初のサンプルは清掃処置の30日後に採取し、その後のサンプルは30日ごとに採取した。このようにして、新たな沈着物の位置と出現日が割り出された。抽出後、サンプルを蒸留水で洗浄し、空気中で乾燥させた。
典型的な蛍光スペクトルをFig 1に示す。Br線は支持体に対応する。約8keVまでは低いバックグランドが観測され、それ以上のエネルギーでは軽元素の散乱放射が高いバックグランドを生成する。それにもかかわらず、良好なS/N比(約100)が得られた。Caの高い計数率により、和ピークとエスケープピークが現れ、最後のピークはPピークに取り付けられている。
5,RESULTS
Fig 2は、熟成時間に対する微量元素濃度を示している。特に主成分の場合はFig 3に示されており、モル比Ca/Pの推移も示されている。分析期間中、微量元素は指数関数的な増加を示し、その速度は1桁程度である。
Fig 3によると、Ca濃度とP濃度は同様の傾向を示し、低結晶性相に近い値(Ca 12%、P 9%)から始まり、その後プラトーゾーンに近づくが、傾きは異なる。リン濃度はカルシウムよりも早く安定値に達する。Pの定常濃度(約18%)に達するのはおよそ3ヵ月目、Caの値(約38%)に達するのは6ヵ月目以降である。これらの特徴から、Fig 3のCa/Pモル比曲線が得られる。この曲線は、初期の低結晶性相の規則的な値から、徐々にハイドロキシアパタイトのCa/Pモル比に向かう傾向を示している。
6,CONCLUSION
生物学的リン酸カルシウムの相変化は、Ca/Pモル比が約1.0のカルシウム欠乏相から始まり、3ヶ月目までカルシウムの取り込みが増加する時期を通過する。安定期は成熟の6ヵ月目以降に達し、ハイドロキシアパタイト結晶構造、おおよそのCa/Pモル比1.7に相当する。初期の非晶質またはカルシウム欠乏相からハイドロキシアパタイト構造への結晶化のこの過程は、均質な自己触媒過程のように見える。
微量元素濃度は、調査期間中、単調な増加を示した。濃度は9ヵ月で1桁増加し、増加率はすべての分析元素で同様であった(Fig 7)。このような挙動は少なくとも9ヵ月は続くようである。この期間の後、微量濃度は結石の無機組成の一般的な値に達する。この濃度レベルでは、歯石中のリン酸カルシウムの無機化プロセスは影響を受けない。
つまり、成熟過程がまだより安定した段階(ヒドロキシアパタイト)に達しておらず、それを不安定化させるためにより多くのエネルギーを必要とする時期である。
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