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むし歯の主な原因菌であるミュータンス菌は、歯だけに付着して増殖するという性質がある為、歯だけに薬を使用することができればミュータンス菌だけを減少さすことができます。
しかし、ミュータンス菌はバイオフィルムという細菌膜を歯の上に形成して飲み薬や塗り薬が直接効かない環境を作り（抗菌性の物質はバイオフィルムの内側に浸透できなくなり）、また、口腔内に投与された薬はすぐに唾液により希釈・除去されてしまいます。
３ＤＳでは、歯科衛生士による専門的な技術と器具を用いた歯面清掃処理（ご自分では磨くことの出来ない歯間隣接面をはじめ、歯と歯ぐきの間にあるポケットの歯肉縁下、ブリッジの底、汚れた歯面や茶渋、たばこのヤニなどの強固なステインの除去）を行って、完全にバイオフィルムを除去した後、歯列にフィットしたトレーを用いて薬を一定時間歯面にのみ塗布します。
この方法で、唾液に希釈されることなく、安全で確実に抗菌剤やフッ化物などの薬を塗布することができ、今後のむし歯菌除菌法として期待されています。（かなりの予防効果が期待できますが、虫歯にならないのではありません）また、３ＤＳで歯周病の原因菌を取り除くことが口臭予防にもつながるとも考えられています。
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虫歯の病因菌（ミュータンス菌）は生まれたばかりの赤ちゃんの口の中にはいないことが確認されています。しかし、歯が生え出す頃から次第に感染者がが増加します。そこでむし歯は感染症であると考えられるようになってきたのです。
