ホワイトニングでなぜ歯は白くなるの?ホワイトニングのメカニズムを解説

ホワイトニングで使われる薬剤は、主に「過酸化水素」「過酸化尿素」です。過酸化尿素は酸化反応の課程で、過酸化水素に変化するため、基本的にはホワイトニング剤=「過酸化水素」となります。
今回は、過酸化水素を使ったホワイトニングで歯が白くなるメカニズムを詳しく解説していきたいと思います。

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1.ホワイトニング薬剤について

(1)ホワイトニング薬剤に含まれる「過酸化水素」について

過酸化水素は、傷の消毒等に使われるオキシドールと同じ成分です。ただし、消毒用オキシドールとホワイトニング用では濃度が違います。オキシドールは過酸化水素3%なのに対し、オフィスホワイトニング用薬剤は過酸化水素35%程度のものとなります。また、ホームホワイトニングに使われる「過酸化尿素」は10−21%のものが一般的です。
過酸化尿素は、分解されて過酸化水素が発生し、更に分解してホワイトニング作用を発生させます。過酸化尿素は分解されるのに非常に時間がかかるため、ホームホワイトニングの効果はゆっくり現れるのです。

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(2)ホワイトニング薬剤に含まれるその他の成分

ホワイトニングの薬剤には、過酸化水素以外に増粘剤と触媒等が配合されています。

a.増粘剤

過酸化水素単独だと、液体のため流動性が良すぎて、歯の表面に一定時間留まる事ができません。すぐに乾燥してしまうため、十分な漂白効果を得ることができません。増粘剤としてシリカやグリセリンなどの無機化合物を使用し、歯の表面に長時間留まり作用しやすくしています。

b.触媒(しょくばい)

主に光と反応して、漂白を促す触媒と呼ばれる成分が含まれています。過酸化水素の酸化反応過程で生じるフリーラジカルの量を増やすために使用されます。フリーラジカルとは、自由に動き回る電子を持った分子構造の事です。ホワイトニングでは、過酸化水素が分解する際に発生するフリーラジカルによって、着色成分である有機質が分解されます。
ホワイトニング剤に含まれている触媒は、酸化チタンや窒素といった成分です。触媒に使われる成分は、食品や化粧品にも使用される事がある安全性の高い添加物なので安心です。

(3)ホワイトニング効果の現れ方

a.オフィスホワイトニング

ホワイトニングの結果を左右するのは過酸化水素の濃度と作用時間です。基本的には薬剤の濃度が高ければ高いほど、作用時間が長ければ長いほど、ホワイトニング効果は高まります。ただし過酸化水素が40%を超えると歯にダメージを与える可能性があるため、一般的に35%前後のものを使用しています。作用時間も長過ぎると、痛みなどが出る可能性があります。特に日本人はエナメル質が薄いので、10分〜15分を3回程度が妥当です。
当院は、Zoomホワイトスピードライトをという過酸化水素35%で15分の光照射を3回行っています。

ホワイトニング効果の現れ方は、薬剤の濃度と作用時間に加えて、漂白を促す触媒成分とそれを活性化する光も関係しています。これについては、オフィスホワイトニングで照射するライトの効果と関係があるので、後ほど説明していきたいと思います。

b.ホームホワイトニング

ホームホワイトニングの場合も、効果の現れ方は、薬剤の濃度と作用時間によって左右されますが、自宅で安全に使用できる濃度でなければならないため、オフィスホワイトニングのように高濃度の薬剤は扱う事ができません。
ホームホワイトニングでは一般的に、10%から20%程度の過酸化尿素が使用されます。過酸化尿素は、分解されて過酸化水素を発生し、更に分解されてホワイトニング作用を発揮します。完全に分解されるまでに8時間程時間がかかりますので、マウスピースを装着して長時間ホワイトニング剤を作用させておく必要があります。ホームホワイトニングは、効果の現れ方はゆっくりですが、後戻りが少なく、長期間に渡って使用しやすいというメリットがあります。

当院は、効果の高い過酸化水素のホームホワイトニングを行っている数少ない医院です。日本ではまだほとんどありません。当院で使用しているホームホワイトニング用薬剤は15%の過酸化水素です。分解速度が早いので、1日1時間だけの装着で効果を発揮します。

2.「過酸化水素」のホワイトニングメカニズム

ホワイトニングメカニズムは、「エナメル質の色素の無色透明化」と「エナメル質のマスキング」です。それぞれについて解説したいと思います。

(1)エナメル質に付着した色素を無色透明化する

歯の表面(エナメル質)に塗布した過酸化水素に、熱が加わる事で、酸素と水に分解され、分解された酸素とエナメル質に付着した色素が結びつき、色素を無色透明化します。

(2)マスキング効果

実は、エナメル質の汚れ(着色)を無色透明にするだけでは歯は白くなりません。歯の色は、エナメル質の下の象牙質の色にも左右されているからです。象牙質は、個人差がありますが、もともと黄色っぽい色をしています。加齢によっても徐々に黄色くなっていきます。象牙質を漂白する事はできないため、歯を白く見せるためには、エナメル質の表面構造にマスキングをかける必要があります。

エナメル質は、無数の小柱が束になっています。過酸化水素が分解し生成された酸素は、この小柱の構造を角状から球状に変化させます。これをマスキング効果と呼びます。小柱が角状だと、光が透過しやすいため、象牙質の色が透けてみえるため、歯が白くみえません。ところが球状だと、光が乱反射し象牙質の色を隠すので、歯を白く見せるのです。

3. オフィスホワイトニングでライト照射をする効果とは

過酸化水素の分解には、触媒とそれを活性化する光が作用しています。この“光”とは、オフィスホワイトニングのライト照射によるものです。オフィスホワイトニングには、数多くのホワイトニングシステムがあり、使用している触媒やライトが異なります。それゆえに、同じ濃度のホワイトニング薬剤を使ってとしても、効果の現れ方が異なります。
ホワイトニング専用ライトは、どれも同じようなものに見えますが、様々な種類があります。光の種類と波長、光の強さが異なります。ホワイトニングに適したライトは、青色LEDライトです。一昔前までは、紫外線のライトでしたが、体への悪影響や光が熱すぎて痛みが出やすいなどの問題があります。

当院では、Zoomホワイトスピードライトを使用しています。Zoomホワイトスピードライトは、ホワイトニング先進国のアメリカでシェアNo1を誇る人気のホワイトニング方式です。現在光を当てるホワイトニングの中で最も白くなる最上位マシーンです。

4.まとめ

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いかがでしたでしょうか。ホワイトニングで歯が白くなるメカニズムはお分かりいただけたでしょうか。ホワイトニングは、薬剤の主成分「過酸化水素」の「エナメル質の色素の無色透明化」と「エナメル質のマスキング」によるものです。効果の現れ方は、薬剤の濃度と作用時間によって異なり、薬剤の濃度が高ければ高いほど、作用時間が長ければ長いほど、ホワイトニング効果は高まります。加えて、薬剤に含まれている触媒とそれを活性化する光の種類によって、効果の現れ方に差が出てきます。ホワイトニングを選ぶ時には、これらを参考にしてみてください。
注意点として、特にホームホワイトニング用の薬剤は、海外製品を通販で購入する事ができるようになってきています。しかし、購入は自己責任になります。成分がよくわからないホワイトニング剤は危険です。痛みなど、思わぬトラブルを起こす事あるので、注意しましょう。

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