インプラントと骨代謝

  • 2019年01月28日

皆さん、こんにちは。

 

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アイリス歯科クリニック 院長の飯村です。

 

さて、今回のテーマは、『骨代謝』についてです。

骨代謝とは、すなわち骨における新陳代謝のことです。一見静的に見える骨組織ですが、実は、細胞レベルでは絶えず破壊と形成が繰り返されている動的な組織です。

歯科治療とくに、顎骨に直接関与するインプラントにおいて、骨代謝を理解することは非常に重要なことと言えるでしょう。

○骨組織の構造

骨組織は、リン酸カルシウムなどの無機質を多量に含む硬い骨基質から大分部ができています。その内部は小さな無数の小腔がみられ、小腔には骨細胞が存在しています。骨細胞同士は互いに突起を伸ばして繋がっており、情報伝達をしています。さらに、骨の表面は骨膜といわれる軟組織に覆われており、ここに新たな骨をつくる骨芽細胞と骨を破壊する破骨細胞が存在します。

通常時にも絶えず破骨細胞が古い骨を溶かして壊し、骨芽細胞が新しい骨をつくることで健康な骨組織が維持されています。

骨細胞はこの骨芽細胞と破骨細胞の働きを調整することで、骨代謝をコントロールしています。

○メカニカルストレスと骨代謝

一見静止しているように感じる骨組織は、骨代謝が絶えず行われており、吸収と形成がバランスよく行われて形態を維持しています。この骨の形態の維持にメカニカルストレスが深く関わっていることが分かってきました。骨にメカニカルストレスが加わると、骨細胞の細胞突起表面にずり応力が加わり、それを骨細胞が認識します。これにより骨細胞は、骨表面の骨芽細胞や破骨細胞にシグナルを送り、その活動の大小を制御していると考えられています。メカニカルストレスとは力学的な力、顎骨でいえば咬合による力です。

これは歯科医師であれば身近に感じるもので、歯の喪失による骨吸収、ブラキシズムによる下顎隆起はこの最たるものです。歯を失い咬合力がかからなくなった部分の骨はなくなり、逆に過大な咬合力がかかる場合はそれに対応するため骨を増やすわけです。

○インプラントと骨代謝

骨の中に直接埋め込まれるインプラントは、その周りにしっかり骨ができて維持されることが長期予後のために必要不可欠です。

先ほどの例から、咬合力がかからないと骨はなくなり、強くかかると骨が増えることが分かったと思いますが、強すぎる力がかかると耐えきれず逆に吸収に転じます。歯根膜がある天然歯では咬合力を制御することできるため、過大な咬合力がかかると気づくことができますが、歯根膜のないインプラントではオーバーロードとなり骨吸収を起こすことがあります。

そのため、インプラントを入れた後は歯科医院で定期的に咬み合わせの確認をする必要があると思います。

 

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インプラントの周囲組織

  • 2019年01月21日

 

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さて、今回のテーマは『インプラント周囲組織』です。

 

突然ですが、天然の歯とインプラントはどこが違うでしょうか?

それはもちろん人体の一部と人工物なので根本の構造、構成物質が全然違いますよね。

しかし、とても綺麗に作られたインプラントの上部構造(被せ物)は天然の歯と見間違うほど精巧で、しっかりとした咬み合わせをつくられたインプラントは天然の歯と同じように咬むことができます。

すなわち、素人から見たら天然の歯とインプラントは違いを感じないものになるということです。

 

ただし、天然の歯とインプラントとで明確に異なる部分があります。それが今回のテーマ、『周囲組織』の構造です。

 

周囲組織とは、歯、インプラントの周りの組織ということで、歯肉、顎骨などにあたります。

ではまず、天然の歯の周囲組織から見ていきましょう。

このように、天然の歯の根っこは顎の骨の中に埋まっており、上の部分には歯肉があります。

詳しく見てみると、歯と骨は直接接しておらず、その間には歯根膜と呼ばれる靭帯があり歯と骨を繋いでいます。歯根膜の中には歯と骨を繋ぐ線維だけでなく、無数の神経、血管が走っています。

さらに、歯と歯肉は単に接しているのではなく部分的に結合、接着しています。

 

次にインプラント周囲組織です。

インプラントも本体のインプラント体は顎の骨の中に埋まっていますが、天然歯にみられるような歯根膜の介在はなく、直接骨と接しています。

そして、歯肉はインプラントとは結合しておらず、言わばそこに乗っているだけの状態です。

 

このように天然歯とインプラントの周囲組織は似て非なるもので、歯根膜組織の有無、歯肉の接着の有無が大きな違いです。

では、この違いがどのような違いにつながるのでしょうか。

1つは、咬む力のコントロールです。天然歯には歯根膜があり、歯根膜の中を走る神経は感圧機能を持ちます。歯根膜は、咬むことで歯にかかる力を感じ取り、過大な力が歯にかかりすぎないよう無意識に咬む力をコントロールさせます。

インプラントにはこの歯根膜がないため、過大な力がかかってもコントロールされず、インプラントや骨に負荷をかけてしまいやすくなります。そのため、インプラントでは歯科医師が適切な咬み合わせを与えることがとても重要になります。

もう1つは、感染への抵抗性です。天然歯には歯肉の接着があり、これが歯周組織内への細菌の侵入の防御に役立っています。インプラントには歯肉との接着がないため抵抗性は弱いと言えるでしょう。もちろん、天然歯でも汚れがたまり歯肉炎になれば、この接着は破壊され深部へ歯周病が進行するきっかけになります。インプラントで起きる周囲炎をインプラント周囲炎と言いますが、歯周病よりもインプラント周囲炎の方が進行しやすいため、十分なセルフケアと定期メインテナンスがより必要になってきます。

 

このように、天然歯とインプラントの歯周組織には大きな違いがあり、注意する必要があります。

(逆に、天然歯に比べインプラントが優れていることで言えば、インプラントは虫歯にならないということでしょうか。)

現在、天然歯と同じようにインプラントに歯根膜を持たせたり、歯肉を接着させるような研究は頻繁に行われています。そして、一定の成果がみられているようです。

今回挙げたインプラント周囲組織の欠点が克服させる日はもしかしたら近いかもしれません。

 

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インプラントはなぜ骨とくっつくのか

  • 2019年01月14日

 

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さて、今回のテーマは『オステオインテグレーション』についてです。

 

インプラントはなぜ顎の骨にくっつくのでしょうか?その秘密がオステオインテグレーションになります。

今回は、いかにしてインプラントが骨の中に維持されるかについてお伝えしたいと思います。

 

○オステオインテグレーションとは?

オステオインテグレーションとは、歯科用インプラントが顎骨にしっかり結合している状態を言い、ギリシャ語で骨を意味するosteonと英語で統合を意味するintegrationからなる造語です。

オステオインテグレーションの発見は偶然でした。1952年にスウェーデンの医学教授であるブローネマルクが、微小血流の観察実験のためにウサギの脛骨にチタン製の生体顕微鏡を取り付け、実験後にその器具を外そうとしたところ、骨と結合し外れなくなったことから発見されました。

ブローネマルクはオステオインテグレーションを、光学顕微鏡において、インプラントが生活を営む骨組織と少しの軟組織の介在もなく接触し、その状態が持続していることと定義しました。

難しい言い方ですが、要するに、生きている骨に異物であるインプラントが直接接していて、それが安定しているということです。

 

○なぜオステオインテグレーションする?

オステオインテグレーションの意味は分かったと思いますが、ではなぜ、異物であるインプラントが顎の骨にくっつくのでしょうか。

まず、インプラントというのは骨の中に埋め込まれたその直後にオステオインテグレーションするわけではありません。インプラントを埋め込むためには、骨にインプラントが埋め込まれるために丁度良い大きさの穴を開ける必要があります。骨の中に穴を開けるわけなので、言うなればそこは傷口であり、穴の周囲の骨は破壊されている状態です。そのためインプラント埋入直後の傷を負ったインプラント周囲の骨は、一度溶かされなくなります。その後、新しく骨がインプラント表面に直接隙間なく作られていきオステオインテグレーションが完成します。この時、異物であるインプラントの表面に何の拒絶反応もなく細胞が侵入し骨が再生されていくことが要になります。

 

○インプラントは生体親和性?

そもそも、骨組織はインプラントに使われるチタン以外にも案外色んな材料と結合することがわかっています。

そこで重要になるのが生体親和性という言葉です。インプラントや縫合糸、人工弁などヒトの生体に直接接触させる材料のことを生体材料と言いますが、その中の分類の1つに生体親和性材料があります。

 

⑴生体許容性材料…不導体被膜を形成するため、生体材料として使用されるがアレルギーの危険がある。

ステンレススチール、コバルトクロム、パラジウムなど

⑵生体親和性材料…物質的に安定性が高く生体親和性が高い。アレルギーの心配がほとんどない。骨と直接接触し機械的に結合する。

チタン、セラミック、ジルコニア、アルミナ、カーボンなど

⑶生体活性材料…生体組織と反応し、骨と化学的に結合する。

生体ガラス、ハイドロキシアパタイト(HA)、第3リン酸カルシウム(βTCP)、第4リン酸カルシウム(4CP)など

 

生体材料は大きく分けて以上の3つに分類されます。インプラントに用いられるチタンは⑵の生体親和性材料です。チタンは生体親和性が高いため、骨に埋め込まれても拒絶反応なくオステオインテグレーションするわけです。⑵や⑶に該当するセラミックやジルコニア、生体ガラス、HAも骨に結合することは分かっていますが、物性の問題から現在はチタン製のインプラントが主流になっています。

 

 

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インプラントの構造

  • 2019年01月08日

 

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さて、今回は『インプラントの構造』です。インプラントとはいったいどういう構造をしているのか、お伝えしていこうと思います。

 

インプラントの構造は、フィクスチャー、アバットメント、上部構造の3つから構成されます。

 

①フィクスチャー

外科手術にて顎の骨に埋め込まれるもので、インプラント体や人工歯根とも呼ばれます。適切な処置と環境下で埋めることで、顎の骨と結合させることができ、歯の根に相当する役割を果たします。使用されている主な素材は、チタン、チタン合金です。また、インプラントの表面にはブラスト処理、酸処理、酸化処理、機械研磨処理などの加工がされており、より顎の骨に結合しやすく工夫されています。

 

フィクスチャーの構造は、歴史的に様々な形が考案され使われてきました。

⑴ブレードタイプ

平らな板形で、ハンマーで槌打しながら顎の骨に埋め込みます。破損や骨が痩せてしまうなどのトラブルが起こりやすく、現在では使用されていません。

⑵バスケットタイプ

インプラント体の側面に複数の穴が空いており、中が空洞になっています。空洞部分に骨が満たされることで維持されるコンセプトでしたが、その中に骨ができなかった場合は、インプラント体が破損しやすくなります。現在では使用されていません。

⑶シリンダータイプ

凹凸の少ない円筒形の構造をしています。ブレードタイプと同様打ち込んで顎の骨に埋め込むため、手術は比較的容易ですが、骨と接する表面積が少ないので、初期固定が弱いといわれており、埋め込んだ後歯茎を閉じて、約3~6ケ月間インプラントと骨が結合するまで待つ必要があります。

⑷スクリュータイプ

現在、インプラント治療で最も使用されているタイプです。ネジのような形をしており、回転させながら顎の骨に埋め込みます。スクリュータイプの中でも、円柱状のストレートタイプ、先が細くなるテーパータイプやネジの数が多いもの少ないもの様々な形が存在します。

②アバットメント

フィクスチャーと失った歯の代わりとなる上部構造を連結するための構造です。専用のネジでフィクスチャー上部に接続させます。埋め入れたインプラント体の位置や歯茎の厚みに合ったものを装着します。使用されている主な素材は、チタン合金やジルコニアなどです。

 

③上部構造

アバットメントの上に接続されるもので、失われた歯冠の代わりとなり、目で見える部分です。専用のネジで固定する場合とセメントといわれる接着剤で固定する場合があります。使用されている主な素材は、オールセラミック、ジルコニアセラミック、メタルボンド、ゴールドなどがあります。また、取り外しできる入れ歯を装着することもあります。

 

 

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