匠から科学へ、そして医学への融合

安全性試験レポート

3Vol.

メタルセラミック修復用貴金属合金及び金合金
メタルセラミック修復用貴金属合金及び金合金溶出試験と溶出試験と in
in vitro
vitro による細胞毒性試験
による細胞毒性試験

生体科学安全研究室

目次

1. はじめに ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･2

2. 歯科用合金の構成と金属アレルギー･･････････････

3･･･････････････････････････

3････････････････

3･･･････････････････････････････

5･････････････････････････

5

3.2 試験溶液･･････････････････････････････

6

3.3 各試験方法･････････････････････････････

6･･･････････････････････････････

9････････････････････････････

9

2.1 歯科用合金の構成

2.2 金属アレルギーを発症する可能性がある金属

3. 試験方法

3.1 使用貴金属合金の種類

4. 試験結果

4.1 溶出試験結果

4.2 細胞毒性試験結果

5. 考察･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ 10･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ 11

5.1 メタルセラミック修復用貴金属合金の溶出試験結果及び細胞毒性試験結果
5.2 金合金の溶出試験結果及び細胞毒性試験結果･ ･ ･ ･ ･ 11

･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ 11

6. まとめ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ 11

メタルセラミック修復用貴金属合金及び金合金溶出試験と in vitro による細胞毒性試験

２. 歯科用合金の構成と金属アレルギー２.１

歯科用合金の構成

歯科用合金は，金，銀，白金，パラジウムなどの貴金属を主体としたものやニッケル，クロム，コバ
山本貴金属地金株式会社

ルト，チタンなどの非貴金属を主体としたものがあり，用途に応じて使い分けられる．また，充填用と生体科学安全研究室

して水銀を含有したアマルガム合金も古くから使用されている．歯科用合金は, 特長や効果を持たすた
めに合金の種類によっては数種類もの金属から構成されているが，当然のことながら，毒性を示すカドミウム，ベリリウム，鉛などは使用できない．これらの添加金属の役割については，今後機会があれば

１. はじめに解説することにしたい．

現在，医療分野では，高度医療の充実が拡大されるとともに，福祉や保険制度，インフォームドコ

２.２

金属アレルギーを発症する可能性がある金属6)～18)

ンセントなどの広がりを見せている．更に情報化社会の発展も伴い，医療従事者の枠を越えて，あら金属アレルギーが発症するまでのメカニズムについては,“安全性シリーズ Vol.2”で解説したが，今ゆる化学物質の生体に対する安全性について社会的関心が高まりつつあり，歯科医療でも同様のこと

回の解説では，どの金属がアレルギーを発症する金属であるか，また起こしやすいかについて触れていである.

くこととする．

歯科材料は，口腔内の厳しい環境で使用されるため，為害性のない安定した材質と機能性を有することが条件である．

この話を結論から述べると「金属アレルギーを発症する可能性のある金属は使用金属全て」である.
これに対して,「金は王水にしか溶けないのではないか」また「チタンは生体適合性が良く金属アレル

2005年４月に薬事法が改正され，従来よりもハイレベルで，確実な安全性を提供することが歯科材料を含めた医療機器に求められるようになった．

ギーを発症しないのではないか」と考える人がいるのではないかと思われる．しかし，金属アレルギーが発症する為には金属がイオン化し，更に抗体に感作される必要があることを“安全性シリーズ Vol.2

当社では，このような社会的変化や薬事法の重要性を考慮し，安全性を提供するメーカーとして,で解説した．この点から考えると,「王水にしか溶けない金が何故アレルギーを起こすのか」と疑問に

物理化学的性質，機械的性質にさらに安全性を強化した製品開発へ大きくシフトした．そのため，思われても当然である．実は金は，口腔内においても溶出している．しかしながら安定性が非常に良

2003年から高知大学医学部腫瘍病態学講座口腔腫瘍制御学との共同研究に取り組むとともに，2005

く，他の金属の溶出量と比較しても極めて少ない溶出量である.

年には同大学医学部内に生体科学安全研究室を設置した．そして，安全性試験の実施状況をレポート

また，生体適合性が非常に高いと言われているチタンについても，近年適用される患者数の増加に伴化し，Vol.1の“安全性シリーズ”では試験の詳細な解説を行い，Vol.2では“ZEO METALシリーズ

い，金属アレルギーの報告例が見られる．これはチタンが生体適合性に優れていることと同時に，以前による「溶出試験とin vitro による細胞毒性試験」を紹介した．

は日常生活でチタンに触れる事があまり無かったことが要因と考えられる．

貴金属を主体とした歯科用合金は，銅，亜鉛，錫，インジウムなどの多種の非貴金属が添加されて国内で歯科用として使用されている代表的な金属を表１の周期表に示す．主要構成から微量添加までおり，非貴金属の種類や添加量は，合金によって異なる．合金の操作性や物理化学的性質などの特性約30種類の金属（周期表中の黄色部分）が使用されている．また，それらの中で主に金属アレルギーについては，詳細な報告が多いが，1)～5) 溶出特性や細胞毒性の報告例はまだ少ない．したがって，少報告例が見られる金属を青文字で示し，更に中でも特に報告例の多いトップ４を赤文字で示した.

しでも多くのこれらに関する安全性情報を提供することが歯科医療従事者や患者の安心にもつながると確信している．
今回の“安全性シリーズ Vol.3”では，Vol.2の追加としてメタルセラミック修復用貴金属合金７種類と金合金７種類の「溶出試験とin vitro による細胞毒性試験」をまとめた．
今回の溶出試験液では，MO5培養液のみを用いているが，これはMO5培養液が擬似生体内環境であり，細胞毒性試験と直接リンクしていることから，データとして最も信頼があり，他の試験への応用も可能と考えられる．
今後“安全性シリーズ”が，当社の製品をより安心して使っていただく為の何らかの手助けになっていただければ幸いである．

―2――3―

表1族
周期３. 試験方法

周期表
１２３４５６７８９1011１Ｈ
1２Li3Be4３Na11Mg
12４Ｋ19Ca
20Sc21Ti
22Ｖ23Cr24Mn25Fe26Co
27

Ni
28

Cu
29

５Rb37

Sr
38

Y39

Zr
40

Nb41

Mo42

Tc
43

Ru
44

Rh
45

Pd
46

Ag
47

６７121314151617

非金属

Fr87Ra※288※1Hf72

Ta73

W75

Re75

Os76

Ir
77

Pt
78

Au
79

He
2

下表に示す当社の歯科用貴金属合金を用い溶出試験及び細胞毒性試験を行った.

Ｃ6Ｎ
7Ｏ
8

Ｆ
9Ne
10

Al
13

Si
14P
15

Ｓ
16

Cl
17

Ar
18

Zn
30

Ga
31

Ge
32

As
33

Se
34

Br
35

Kr36

Cd
48

In49

Sn50

Sb
51

Te52

I53

Xe54

金 属Ba
56

３.１

Ｂ
5半金属Cs55

18Hg
80

Tl
81

Pb
82

Bi83Po84At85

Rn86

表2使用貴金属合金の種類試験に使用した歯科用貴金属合金の組成

メタルセラミック修復用貴金属合金
種類
プレシャス系（白色タイプ）セミプレシャス系（シルバー含有タイプ）
パラジウム系（シルバー含有タイプ）※1 ランタノイド

La
57

Ce58

Pr59

Nb
60

Pm
61

Sm62

Eu
63

Gd64

Tb
65

Dy66

Ho67

Er68

Tm
69

Yb70

※2 アクチノイド

Ac
89

Th
90

Pa
91

U92

Np
93

Pu
94

Am95

Cm
96

Bk97

Cf98

Es Fm Md No Lr
99 100 101 102 103

PdAg

その他

6.7 12.3 1.8 （ Sn, In, Cn, Fe, Ga, Re, Ir,）
4.2

クリスタルハードSG

775

11.4 3.8 （ Sn, In, Fe, Re, Ir, ）2.8

クインテスセラフィー562

24.5 13 （ Sn, In, Ru）4.5

クインテス52521

28.3 13 （ Sn, In, Cu, Ir, ）5.7

トレンド4040-

38.5 13 （ Sn, In, Zn, Ga, Ir, ）8.5

トレンドケイワン10-

57 21.5

Sn7, ( In, Fe, Ga, Ru ）
4.5

ステイタス

--

60.5 27

Sn6, In 5.5,( Zn, Ga, Ru ）1

製品名

主な成分（％）
Au

Pt

Pd

Ag

BIイエロー714-

12.3 12.1 （ Zn, Ir ）0.6

ベネフィットＧ

70

4.5

2

13.6 8.8 （ Zn, Ir ）1.1

ベネフィットジャスティ 68

7-

16.2

8 （ Zn, Ir ）0.8

エスジーＫ2083.5 0.4-

78.8 （ Zn, Ir ）0.3

エスジーＫ1875

0.4-

914.6 （ Zn, Ir ）1

パラジウムカラット別金合金

ワイピーＫ1458.4-

31522 （ Zn, Ir ）1.6

セミカラット白金加金

スペイシーＪ50

4.5

3.2 32.7

9 （ Zn, Ir ）0.6

ハイカラット（白金加金）

カラット別金合金―4―

スーパークリスタルKP-5 75

Pt

金合金

金属アレルギー報告例の多い金属

金属アレルギー報告例の最も多い金属

Au

Lu71

種類

国内で歯科用として使用されている代表的な金属

主な成分（％）

製品名―5―

Cu

その他

３.２

試験溶液

３.３.２ 細胞毒性試験
本試験は，ISO 10993-5 Biological evaluation of medical devices-Part 5 : Tests for in vitro

３.２.１ 溶出試験溶液
試験溶液のMO5培養液は，JIS T 0304（金属系生体材料の溶出試験方法）記載の試験溶液例から選出した.

cytotoxicityに基づいて行った.
溶出試験を行ったMO5培養液を試験原液（100%）とし，この試験原液を0.22μmのフィルターでろ過滅菌後，MO5培養液を用いて50%，25%，12.5%，6.25%，0%に濃度調整した.

３.２.２ 細胞毒性試験溶液

続いて単層に増殖したV79細胞（チャイニーズハムスター肺細胞）をトリプシン処理により剥離し,試験溶液は，溶出試験と同様MO5培養液を用いた.

細胞数のカウント（写真３) ，MO5培養液を用いて細胞浮遊液の作製（写真４）を行い，200個/mLの細胞浮遊液を調整した．この細胞浮遊液を組織培養プレートの各ウエルに0.5mLずつ播種し，37℃

３.３

各試験方法の５%CO2インキュベーター中で約６時間培養した.

３.３.１ 溶出試験

培養後，細胞がウエルの底面に接着していることを確認してから培養液を除き，各濃度の試験液，本試験は，JIS T 0304（金属系生体材料の溶出試験方法）に基づいて行った.

空抽出試験液を各々４個のウエルに0.5mLずつ加え，37℃の５%CO2インキュベーター中で約６日間

貴金属合金の試験片は, 鋳造体を作製し，表面を180番から1200番の耐水研磨紙で研磨を行い，試培養した.

験片の総面積が６cm になるように仕上げた．この試験片を試験溶液50ml中に浸漬し，37℃の５2%CO2インキュベーター（写真１）中で７日間静置抽出した．その後，試験液の前処理（写真２）を培養終了後, 各ウエルを10%中性リン酸緩衝ホルマリン溶液で30分間固定し，0.1%メチレンブルー溶液で15分間染色し，コロニーを計数した．なお，試験は２回繰り返して行った．

行い, プラズマ発光分光分析装置（ICP-MS）を使用し，定性及び定量分析を行った．なお，測定は２回繰り返し行った.

試験液の有機物除去

写真3 細胞数のカウント

処理前
写真1 インキュベーター

写真4 細胞浮遊液の作製処理後

写真2 ICP分析のための試験液の前処理

溶出試験の流れ

①試験片をMO5培養液に７日間浸漬②試験液の有機物除去③ICP分析

―6――7―

４. 試験結果
細胞毒性試験の流れ
４.１①試験片をMO5培養液に７日間浸漬

溶出試験結果メタルセラミック修復用貴金属合金の溶出試験結果を図１に，金合金の溶出試験結果を図２に示す.
メタルセラミック修復用貴金属合金のクリスタルハードSG，クインテスセラフィー，トレンド40,②抽出液を孔径0.22μmフィルターでろ過滅菌

トレンドケイワンでは，Ag, ステイタスではZnのみの溶出が見られた．スーパークリスタルKP-5では，AgとFe，クインテス52では，AgとCuの溶出が見られた．これらの溶出は，すべて低量の溶出③試験液作製完了量であった.
また，金合金のBIイエロー，ベネフィットG，ベネフィットジャスティでは，Agのみの溶出が見ら④試験用容器に細胞を播種，６時間培養 (試験用容器底面に細胞が付着)れた．エスジーK20，エスジーK18，ワイピーK14，スペイシーJでは，Zn，Ag，Cuの溶出が見られた．これらの溶出量は，全て低量の溶出であった.

⑤培養液を除去し，その後試験液を添加
0.10⑦コロニーの観察 (毒性：無)溶出量（μg/cm2）⑥６日間培養⑧コロニーの観察 (毒性：有)

Zn

0.08

AgCuFe

トレンド
ケイワン

ステイタス

0.06

0.030.020.010.00

10080
604020080
60
402000204060

80

1000

試験液濃度（％）

クリスタル
ハードSG

クインテス クインテス52
セラフィー

トレンド40

メタルセラミック修復用貴金属合金の溶出試験結果

0.10100204060

試験液濃度（％）

80100

溶出量（μg/cm2）

コロニー形成率（％）

コロニー形成率（％）

図1

スーパー
クリスタルKP-50.08

Zn

Ag

Cu

0.06

0.030.020.010.00
BIイエロー ベネフィットG ベネフィット
ジャスティ

図2―8―エスジーK20

金合金の溶出試験結果―9―

エスジーK18

ワイピーK14

スペイシーJ

４.２

細胞毒性試験結果

５. 考察

メタルセラミック修復用貴金属合金の細胞毒性試験結果を図３に，金合金の細胞毒性試験結果を図４に示す.

５.１

今回試験した貴金属合金は，試験液濃度（0～100%）に関係なくコロニー形成阻害は示さなかった.

メタルセラミック修復用貴金属合金の溶出試験では，Zn，Ag，Cu，Feの金属イオンが検出された

メタルセラミック修復用貴金属合金の溶出試験結果及び細胞毒性試験結果が，低量の溶出量であった．今回の貴金属合金は，金，白金，パラジウムの貴金属が多く含有していることから，溶出が抑制され貴金属の含有量と溶出特性は相関関係にあると考えられる．この結果
は，タンマンの作用限とよく一致している.
コロニー形成率（％）

100

また，細胞毒性試験結果においても，コロニー形成阻害は見られず，細胞毒性は示さないと考えられる.

80

しかしながらあえて問題点をあげるとするなら，パラジウムは含有量，溶出量の割に感作率が高い
事が指摘されており16) ，パラジウムの含有量が多い合金は，パラジウムに対する感作率が高くなる

604020

可能性も考えられる.

スーパークリスタルKP-5トレンド40

クリスタルハードSG

トレンドケイワンクインテスセラフィー

ステイタス

５.２

金合金の溶出試験では，Zn，Ag，Cuの金属イオンが検出されたが，低量の溶出量であった．理由

クインテス520金合金の溶出試験結果及び細胞毒性試験結果

としては，メタルセラミック修復用貴金属合金と同様な傾向と考えられる.
0 6.25 12.5

2550100

しかしながら，今回の溶出試験では金の含有量の多いベネフィットGから，最も多いAgの溶出量が見られた．この結果については，0.08ppm以下と溶出量が微量であることから，試験片の研磨状

試験液濃度（％）

況，培養液中のタンパク質（血清成分）濃度の影響による誤差範囲内と考えられる.
図3

メタルセラミック修復用貴金属合金の細胞毒性試験結果

また，細胞毒性試験結果においても，コロニー形成阻害は見られず，細胞毒性を示さないと考えられる.

６. まとめコロニー形成率（％）

10080

溶出試験結果及び細胞毒性試験結果今回の溶出試験においては，特筆すべき溶出傾向は見られなかった.

60

細胞毒性試験結果においても，コロニー形成阻害が見られなかった．このことから今回の金属溶出

40
20BIイエロー

エスジーK18

ベネフィットG

ワイピーK14

ベネフィットジャスティ

スペイシーJ量では, 生体の安全性について特筆すべき問題点は無いと考えられる．
しかし，金属アレルギーの観点から，溶出金属のみが金属アレルギーを誘発するものではない．金属アレルギー感作対象は，合金の構成金属全てが関与する可能性を持つことを医療従事者は十分注意

エスジーK2000 6.25 12.52550
試験液濃度（％）

図4しなければならない.
100
本試験は, 高知大学医学部腫瘍病態学講座 口腔腫瘍制御学との共同研究で実施されたものである.

金合金の細胞毒性試験結果― 10 ―― 11 ―

《参考文献》
1)

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井上昌幸 , 中山秀夫 , 松村光明：GPC のための金属アレルギー臨床 , 34 ～ 181, デンタルダイ
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18)

日本化学会編 : 微量金属の生体作用 , 95 ～ 104, 学会出版センター

功 : Ti-Nb-Cu 合金の切削加工性と機械的性質 , 歯科材料・《安全性試験レポート 既刊》
Vol.1 国際水準の品質と安全を求めて（2004年12月）
Vol.2 「ZEO METAL」シリーズ 溶出試験と in vitro による細胞毒性試験（2005年6月）
Vol.3 メタルセラミック修復用貴金属合金及び金合金 溶出試験と in vitro による細胞毒性試験（2005年12月）
Vol.4 「ルナウィング」の生物学的評価（2006年6月）
Vol.5 高カラット金合金の物性・安全性レポート（2007年10月）
Vol.6 歯科材料の物性から生物学的影響まで 硬質レジン,メタルセラミック修復用合金,金合金における検討（2008年5月）
Vol.7 金合金「ネクシオキャスト」の物性・安全性レポート（2008年10月）

編集者 安楽 照男
発行者 山本 隆彦
印刷所 株式会社 ウラノ 大阪
発行年月日 2005年12月20日