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Development and applications of optimization designing system for dental prosthesis via dynamic finite element analysis using individual clinical data of oral function

Research Project

Project/Area Number 18K17159
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 57050:Prosthodontics-related
Research InstitutionTsurumi University

Principal Investigator

Kihara Takuya  鶴見大学, 歯学部, 学部助手 (50796399)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2019: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords補綴装置 / 有限要素解析 / 咬合 / 下顎運動 / 有限要素 / 応力 / CAD/CAM / 咬合力 / 構造力学的シミュレーション
Outline of Final Research Achievements

To design and fabricate prostheses that can maintain its function for a long period of time in the oral cavity, this study applied structural mechanics simulation by dynamic finite element analysis that incorporates functional and morphological data (dentition, alveolar bone, temporomandibular joint morphology, bone density, occlusal contact, occlusal force, jaw movement) of individual patients using medical engineering. We have developed a system to optimize the design of prostheses. A dynamic finite element analysis model that reproduces biological tissues in high detail was generated, and individual structural mechanical simulation was fabricated possible through the integration of dentition, occlusal force and jaw movement data. Moreover, application of the structural mechanical simulation for patients could help prediction of prosthodontic treatment and selection of adequate materials.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果の学術的意義は、歯科医師や歯科技工士の経験や技術に頼っていた補綴装置の設計を、解剖学的形態や口腔機能をデータ化することで、客観的根拠に基づいた診断・評価による補綴装置デザインを個々の患者に対応させて行う一助になることにある。社会的意義としては、本研究成果により補綴治療計画の立案根拠を力学的視点から患者に説明できるようになる。また、将来的にビッグデータの集積につながり、咬合により生体や補綴装置に発生するメカニカルストレスの解明、補綴治療のEvidence-Based Medicine(EBM)を創造できる可能性がある。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (35 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 3 results) Presentation (26 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results)

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      130007977796

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      Volume: 128 Issue: 6 Pages: 214-222

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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