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インプラント学術説明
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ハイドロキシアパタイト(HA)コーティングインプラントの現状について はじめに
<HAコーティングインプラント>は、未だにその評価が分かれているようである。
  • コーティングは剥がれるのではないか?
  • 吸収してしまうのではないか?
  • 感染しやすく、進行が早いのではないか?
などと言った疑問の声は今でもよく聞かれる。

また、長期的信頼性についても、当初は「3、4年位で駄目になる」との噂が立ち、5年経過した後には「寿命は7,8年らしい」などと常に臨床での信頼性に疑問が投げかけられてきた。

しかし、そのような疑問や否定的な意見が交錯するにも拘わらず、HAコーティングインプラントの臨床は米国ではすでに21年を経過し、現在では40種類以上のHAコーティングインプラントが市販されるに至っている。一部の否定的意見とは無関係に、インプラント臨床でのHAコーティングインプラントの使用率、支持率は予想以上に高い。これはどのような事を意味するのだろうか?

そこで、このHAコーティングインプラントについて、1985年に米国で臨床応用が始まってから22年を経過する今Evidenceに基づいて、再検証を行ってみたい。

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HAコーティングインプラントとは
  1. ハイドロシキアパタイト(HA)
    ハイドロキシアパタイトは 歯や骨などの硬組織を構成する成分であり、1980年頃から生体活性材料として生体応用が始まった、歯科分野でも顆粒状あるいはブロックに成型されたHAが骨補填材料として広く臨床応用され、その安全性、骨伝道能が明らかになっている。
    この優れた生体活性材料を、歯科骨内インプラント=人工歯根として利用しようという動きは当然の流れとして始まった。当時、Branemark Implantによって評価が確立され始めたOsseointegrated Implantを、さらに発展させようとする試みでもあった。
    米国では、Jarcho、Key Cookらの研究により、プラズマによる最初のHAコーティングインプラントが開発された。この米国における最初のHAコーティングインプラントはCalcitek社から発売されGolecやLouisiana州立大学のKent、Block、Meffetらを中心として臨床的研究が行われ、以来多くの論文が発表されてきた。
  2. プラズマ溶射
    プラズマ溶射とは12,000℃の高温、マッハ1〜2の超高速でハイドロキシアパタイト粉末をチタン芯材に瞬間的に焼き付ける方法手法で、数十ミクロン程度のアパタイトの薄層がチタン表面にコーティングされるものである。
    しかし、このコーティングは使用するアパタイト粉末粒子の大きさや量、コーティングの温度など、コントロールされるべき様々な条件があり、これらの設定条件が製品の品質の差となっている。
  3. アパタイトと骨の結合
    HAコーティングインプラントと 骨との結合様式はチタンのそれとは異なっている。HAコーティングインプラントと周囲骨の間にはカルシュウムが沈着し、骨と生化学的に結合する。この結合は、電顕レベルでも直接結合でありBiointegrationと定義されて、チタンインプラントとの骨結合(Osseointegration)とは、明らかに区別される。
    HAコーティングインプラントの意義はまさしくこのBiointegrationに拠るものと言える。

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なぜ、HAコーティングインプラントが使われるのか
なぜ、HAコーティングインプラントが使われるのか
動物による基礎実験では、骨の結合速度、結合面積、結合強度などにおいて、チタンに比べHAが優れている事は既に知られている。しかし、HAコーティング・インプラントが臨床で好んで使用される真の理由は、チタンインプラントよりも"臨床的に"優れた点があるからに他ならない。
その優れた点とは、次の三つに集約されると思われる。
  1. 埋入時のインプラントの初期固定は必ずしも必要でない
    埋入時に初期固定が得られない(インプラントが埋入窩内で動く状態)状態は、技量の未熟な術者が過大なインプラント窩を形成してしまったり、あるいは、骨質が悪く元々骨欠損が大きい場合に起こりやすい。
    しかし、そのような場合であってもHAコーティング・インプラントでは、粘膜下で安定を保ちさえすれば高い確率で骨結合が獲得される。言い換えれば初期固定は其れほど必要な要素ではなく、従って術者のテクニック依存性も低いと言う事がいえよう。
    実験的には、チタンではインプラントと周囲の骨に0.3mm以上の隙間(Gap)が存在すると、骨結合が得られないと言うが。HAコーティング・インプラントでは周囲に1.5mmの間隙があっても骨結合が期待出来る。この点は、初期固定を重要視するチタン・インプラントの埋入手術とは根本的に異なっている。
  2. 2次手術時における失敗はほとんど起こらない(HAの骨結合率高さの優位性)
    これは前項で述べたように、骨伝道能を有するHAコーティング・インプラントは周囲の骨形成が明らかに優れているにからにほかならない。
  3. 骨質が不良な症例、部位における高い成功率
    チタンスクリュー型インプラントでは、上顎に成績がやや劣る事が報告されている。
    これは上顎の骨質がTypeVないしWの不良な骨が多い為である。これに対してHAコーティング・インプラントでは上下顎の成績には殆んど差が認められていない。
    この事実から明らかな様に、HAコーティング・インプラントの最大の利点は、骨質の不良な部位、特に上顎大臼歯部でも殆んど変わらない高い臨床成績が得られる事にある。このように、従来のチタンインプラントでは慎重にならざるを得なかった部位や症例において、インプラント材料として骨伝導を有するハイドロアパタイトの特性が、極めて有効に発揮される。

なぜ、未だに否定的な意見があるのか
さて、以上の様にHAコーティング・インプラントではチタンインプラントに比べて優れた点が明らかになっている。又長期の信頼性も、10年経過後でもチタンインプラントに比べて劣るとは思われない。ところが、いまだに「割れる」・「剥がれる」・「感染し易い」などの否定的な意見、疑問が強く残っている理由は何故だろう。
それには、次のような理由が考えられる。
  1. 過去に不良な製品があった事
    最初のHAプラズマコーティング・インプラントが米国Calcitek社から発売されて以来、多くのHAコーティイング・インプラントが急激に市場に出回ったが、当時発売された製品の中にはプラズマ溶射技術が未熟で、不完全はコーティングが多かった。其のため、それらのインプラントは比較的短期に臨床的失敗に陥り、HAインプラントへの信頼を損なっていく結果を招いた。
    ヨーロッパでも、ドイツのIMZインプラント(Friatek)社が早くからHAコーティング・インプラントを販売していたにも拘わらず、数年の内に問題が多発して為市場から撤退してしまった。これも。コーティングの品質に原因があったと考えられる。
    日本でも、1987年に初のハイドロキシアパタイト・インプラント「アパセラム」(旭光学)が開発されたが、これは、コーティングではなく、初期にはアパタイト単体、後期のツーピースタイプも、チタン心材に緻密体ハイドキシ・アパタイトを接着しただけのものであった為、アパタイトの破折・剥離が多発し、その多くが失敗に終った。日本最初のアパタイト・インプラントとして注目されただけに、この失敗はアパタイト・インプラントへの信頼を著しく損なう結果となった。又その後に発売された「スミシコン」 (住友化学工業)は、プラズマ溶射ではあったが、その溶着強度が不十分で、形態がブレードタイプであった事もあって、臨床失敗が多く市場から撤退してしまった。
    以上のように、過去に稚拙なアパタイト製品が幾つか存在し、その不良な臨床結果が不幸にも現在のHAコーティング・インプラントへの誤った不信感に繋がって事は否定出来ない。
  2. 現在でも、HAコーティングの製品間にも品質の差がある
    HAの結晶率の比較
    Calcitek(MP-1) 97% Cslcitek 77%
    Steri-Oss 77% Core Vent 46%
    Lifecore 38%    
    HAの溶解度
    Calcitek(MP-1) 1.2% Cslcitek 5.7%
    Steri-Oss 8.7% Core Vent 7.0%
    Lifecore 7.8%    
    HAコーティングは超高温で行われる為アパタイトは溶解して結晶を失いやすく、結晶を失うとガラス質の燐酸カルシュウムとなってしまう。これはアパタイトではない。コーティングの全てがアパタイト結晶ではなく、製品によっては60%程しか残っていないものもある。
    この様に現在でもHAコーティングの質は製品間の差が大きい事が理解されよう。
    また、溶解度も結晶率と同様に製品間に差が認められ、結晶率の高い物程溶解しにくい傾向がある。
  3. HAコーティングインプラントの失敗は、チタンインプラントとは異なった様相を見せる
    @失敗の発生時期がチタンインプラントとは異なる
    HAコーティイングインプラントの失敗は前述の通り、2次手術時期を含めた埋入初期には極めて少なく、逆に補綴後3年〜7年位の間に失敗が出現する傾向が見られる。
    この点が、1年以内に失敗が発生し易いと言われるチタン・インプラントとは大きな違いがある。
    埋入総数に対する失敗数は少ない。即ち、成功率は高いにも拘わらず、補綴後の中・長期に現れてくる失敗が、HAコーティングインプラントの臨床的イメージを低下させているのかもしれない。

    A吸収像が異なる
    骨吸収が進行した、所謂失敗インプラントの場合、HAコーティングインプラント(特に、シリンダータイプ)では、やや骨吸収の幅が広いものになる傾向がある。これは、HAコーティイングインプラントが骨と生化学的に強固に結合(Biointegration)している為、炎症がインプラントに沿って深部に進むより、周囲に広がり安い為ではないかと言う推測も出来る。
    このような骨吸収は、欠損歯数に対してインプラントの埋入不足症例(特に臼歯部)、短いインプラントの使用症例、天然歯との連結症例などに見られる事があり、"過大な力"の要素が大きいと考えられる。勿論、プラーク・コントロールの要素も見逃せない。
    いずれにせよ、骨吸収が進行して失敗したインプラントのX線像が大きい傾向がり、そのことが失敗は低いにも拘わらずHAコーティングインプラントの臨床的イメージが低下する原因となっているのかもしれない。

    即ち補綴後の中・長期に失敗が出て来る事、失敗時の骨吸収がやや大きい傾向がある事などが原因となって、一部に根強いHAコーティングインプラントへの不信感があると思われるが、HAコーティングインプラントの臨床成績は決して悪くないのも事実である。

HAコーティングインプラントの今後
過去に存在した剥離・破折が生じるような稚拙なコーティング製品は殆んど市場から消えているが、いまだ、接着強度・結晶率・対溶解性などの観点から十分でない製品も見受けられる。既に現状の製品では略良好な結果が得られているが、今後さらに高品質のコーティングが開発され、より臨床的信頼性の高い製品が増えていくと思われる。

現在のHAコーティングは数十ミクロンの厚みで行われているが、一部には数ミクロンの薄層化したコーティング製品を模索する流れもある。果たして、そのような薄いHAコーティング層が、従来のHAコーティングと同じように生体活性を発揮出来るかどうかは、未だ不明な点も残っているがHAの機械的脆弱性を補う一つの流れであろう。

又、インプラント周囲の骨の形成をさらに促進する為、各種の骨誘導蛋白(BMP)や骨成長因子の応用が考えられているが、HAとの併用によってさらに進化したインプラントの開発が期待出来る。
さらに、将来的には歯根膜を持ったインプラントの開発を目指す向きもあるが、その場合金属のチタンに歯根膜の付着を期待するのは難しいと思われ、歯根のセメント質により近いHAコーティングが歯根膜を持つインプラントに成りうる可能性が高いと思われる。

おわりに
日本でも臨床応用が始まってから17年を経過するHAコーティングインプラントの現状をまとめてみる。HAコーティングインプラントは、チタンインプラントとは色々な面で異なっている。骨との結合は"Biointegration"と言う真の骨結合であり、「埋入時に初期固定が不要」 「適応症例の選択に骨質を選ばない」など臨床的に優れた点がある。又、インプラントの失敗が補綴後3〜7年くらいの中・長期に起こりやすい傾向もチタンインプラントとは異なっている。

このように、HAコーティングインプラントはチタンインプラントが構築してきた従来のインプラント学の基本とは異なって点が多くこの違いを理解する必要があろう。

いずれにせよ、正しい診断・治療(埋入インプラントの適正な数、長さなど)とメインテナス(プラークコントロールと咬合のチェック)が行われるならば、HAコーティングインプラントは長期に渡って安定し高い成功率が得られる事が明らかになってきており、その特徴から臨床上の有効性は大きいと思われる。

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