中赤外ナノ秒パルスレーザーを用いたう蝕象牙質切削における選択的治療条件の最適化

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う蝕（虫歯）治療において、健全歯に非侵襲に感染象牙質や軟化象牙質を選択的に切削するミニマルインターベンションが切望されており、我々の先行研究において、中赤外域のナノ秒パルスレーザーを用いることで軟化象牙質のみを選択的に切削可能なことが分かってきている。本研究では、有機質由来の中赤外域の吸収帯における波長依存性を検討することで選択的切削のメカニズムを解明すること、最適波長と最適照射エネルギー条件を決定すること、および最適条件におけるコンポジットレジン修復への適応性を評価することを目的としている。平成28年度までに、レーザーの波長・平均パワー密度・照射時間と切削深さ・切削形態との関係について、ウシ抜去歯で作製した脱灰象牙質を虫歯モデルとして用いた評価を行った。光源に波長可変域2.8～3.1 μmの光パラメトリック発振方式ナノ秒パルスレーザー、波長可変域5.5～10 μmの差周波発生方式ナノ秒パルスレーザー、および波長5.85 μmの量子カスケードレーザーを用い、ウシ健全象牙質とウシ脱灰象牙質を対象に、レーザー顕微鏡による切削深さ、切削体積の評価、および走査型電子顕微鏡観察による熱影響の評価を行った。波長2.94および5.80 μmのナノ秒パルスレーザーによる切削特性を比較した結果、どちらも脱灰象牙質の選択的切削が可能であり，健全象牙質の損傷は無視できる程度であることがわかった。同じパワー密度で照射した場合，波長2.94 μmでの切削量の方が波長5.80 μmでのそれよりも多かった。一方で，波長5.80 μmのレーザーによる熱的影響は，波長2.94 μmのレーザーによるそれよりも少ないことがわかった。ナノ秒パルスレーザーより小型（約20 cm）な波長5.85 μmの量子カスケードレーザーを用いた場合にも、健全象牙質に低侵襲に脱灰象牙質を切削できることが確認された。