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Development of high-strength dental resin composite for stable and secure CAD/CAM crowns

Research Project

Project/Area Number 21K03780
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 18010:Mechanics of materials and materials-related
Research InstitutionOsaka Institute of Technology

Principal Investigator

Nishikawa Izuru  大阪工業大学, 工学部, 教授 (90189267)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高橋 英和  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (90175430)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords歯科材料 / コンポジットレジン / 疲労強度 / 接着強度 / 材料強度 / 疲労 / 接着特性 / フィラー粒径 / 摩耗特性 / フィラー / 粒径 / pH / 歯科修復材料 / アルミナフィラー / デジタル画像相関法
Outline of Research at the Start

歯科理工の分野では新しい材料開発もいくらかなされてはいるが、材料の微視構造にまで遡って機械的性質の仕組み考察し、それに基づいて材料設計することはなされていない。本研究では微視構造を正確に捉える画像相関法デジタル画像相関法による測定技術を構築し、これを用いて実際に使用に耐えるコンポジットレジンが何であるかの検討にまで発展させる。また強度確保の点から新しい強化メカニズムの解明を行う。従来型シリカフィラーに加えて形状を成業したクラスターフィラーの検討、さらには強度やレジンーフィラー界面特性を制御したハイブリッド型コンポジットレジンについて検討する。

Outline of Final Research Achievements

CAD/CAM crowns are a treatment method that has recently been attracting attention in the field of dentistry from the perspective of strength and aesthetics. However, when creating a crown, a thin section is created, so using it on areas such as molars where extremely strong biting forces are applied poses major problems in terms of both fatigue strength and adhesive strength. This research began with the development of measurement and analysis techniques to accurately capture the microscopic structure, and by using these to develop a new strengthening mechanism for composite resins that can withstand actual use, we have developed a dental restorative material that maximizes the strength of thin-walled composite resins and also ensures adhesive strength.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

歯科治療で用いられる歯科修復材料として、これまで最も多用されてきた金銀パラジウム合金は審美性の低下の問題から大きな問題となっていた。また安定な材料として用いられるセラミックスについても極端な成型性の悪さに加え、高額な治療費となることから、利用回避の動きは否めない。これらの問題を解決できる材料がコンポジットレジンを基本としたCAD/CAM冠である。しかし現状では大臼歯に代表されるような咬合力や咀嚼力が極めて高くなるような部位では依然として強度不足問題があった。本研究で開発したコンポジットレジンはこれらの問題を大幅に解決できるものであり、社会的意義が大きい。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Improvement of fatigue property and wear resistance of resin composite2022

    • Author(s)
      Izuru NISHIKAWA
    • Journal Title

      Proc.IDMC2022

      Volume: 1

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] デジタル画像相関法による切欠きならびにき裂の力学量評価2022

    • Author(s)
      西川 出
    • Journal Title

      非破壊検査

      Volume: 71 Pages: 155-159

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 人工知能による鉄鋼材料の疲労限度予測に関する検討2023

    • Author(s)
      西川 出
    • Organizer
      日本材料学会学術講演会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 鋼/アルミ合金異種材接着接合部の疲労強度特性の調査(第1 報:き裂発生寿命に着目した疲労試験結果の整理)2023

    • Author(s)
      鈴木崇弘,西川 出
    • Organizer
      自動車技術会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 鋼/アルミ合金異種材接着接合部の疲労強度特性の調査(第2報:接着層応力拡大係数による疲労試験結果の整理)2023

    • Author(s)
      服部和男,西川 出
    • Organizer
      自動車技術会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Investigation of the effects of adhesive edge shape and Adherend stiffness on fatigue strength of adhesive bonded specimens2023

    • Author(s)
      Masashi Inoue,Izuru Nishikawa
    • Organizer
      Fatigue2022+1
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Investigation of the Effects of Adherend Materials and Epoxy Adhesive Properties on the Fatigue Strength2023

    • Author(s)
      Hiroaki Kawamura,Izuru Nishikawa
    • Organizer
      Fatigue2022+1
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] デジタル画像相関法を援用した斜めき裂の力学量・傾斜角の安定評価に関する検討2022

    • Author(s)
      西川 出
    • Organizer
      日本機械学会M&M2022カンファレンス
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] デジタル画像相関法による斜めき裂の力学量・傾斜角評価の検討2022

    • Author(s)
      程 航、西川 出
    • Organizer
      日本非破壊検査協会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] デジタル画像相関法による傾斜き裂の破壊力学量・傾斜角評価法に関する研究2022

    • Author(s)
      程 航、西川 出
    • Organizer
      日本機械学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Fe/Al異材接着における被着体剛性の影響2021

    • Author(s)
      川邉直雄、河村拓昌、鈴木崇弘、山本研一、小林敏雄、井上敬章、坂井英児、冨永秀和、野口修平、服部和男、巽 明彦、小熊博幸、植松美彦、菅田 淳 、西川 出
    • Organizer
      自動車技術会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 接着接合における疲労破壊メカニズムの考察2021

    • Author(s)
      巽 明彦、河村拓昌、鈴木崇弘、山本研一、小林敏雄、井上敬章、坂井英児、冨永秀和、野口修平、服部和男、川邉直雄、小熊博幸、植松美彦、菅田 淳、西川 出
    • Organizer
      自動車技術会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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