形状記憶ゲルを利用した周術期医療にも対応可能な顎補綴装置の開発
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21K09993
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 57050:Prosthodontics-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
小山 重人 東北大学, 大学病院, 准教授 (10225089)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 啓一 東北大学, 歯学研究科, 非常勤講師 (30178644)
古川 英光 山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (50282827)
日原 大貴 東北大学, 歯学研究科, 助教 (60781292)
川上 勝 山形大学, 有機材料システムフロンティアセンター, 准教授 (70452117)
佐藤 奈央子 東北大学, 大学病院, 助教 (80510015)
渡邉 洋輔 山形大学, 有機材料システムフロンティアセンター, 助教 (30891527)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 形状記憶ゲル / 顎顔面補綴 / 顎補綴装置 |
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| Outline of Research at the Start |
形状記憶ゲルを用いることにより，周術期を連続的に担い術後早期回復を促進する顎補綴装置および治療システムの基盤を形成することを目的とする．形状記憶ゲルは２種類のモノマーからUVラジカルバルク共重合により合成され，低温ではゲルの秩序構造により硬く，加熱するにつれ結晶融解が起こり，ゲルのヤング率が急激に低下すると同時に素早く元の形に戻ろうとする特性を持つ．
方法は①形状記憶ゲルの内部構造解析，力学物性評価にて，顎補綴装置に最適な形状記憶ゲル組成を決定し，②3Dゲルプリンティングシステムにて形状記憶ゲルを利用した顎補綴装置の設計，形状記憶システムと操作条件を構築し，本技術の臨床応用への妥当性を検証する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
温度依存的に形状記憶・回復性を示す形状記憶ゲル（SMG）に着目し、歯科材料への応用を試みた。結晶融点の異なるアクリレートモノマー、アクリル酸ドコシル (DA) とアクリル酸ステアリル（SA）の比率を制御することでSMG を口腔内使用に最適化し、温度によるSMGの形状記憶、物性変化および生体適合性を評価した。方法は、DAとSAの混合比 0:100、25:75、50:50、75:25、100:0とした光硬化型SMG試験片に対し、中心部の厚みを測定した後60℃で軟化させ、圧縮永久歪試験器で硬化体を25% 圧縮し、圧縮形状を記憶させ、23℃、37℃および60℃にそれぞれ圧縮永久歪試験器を開放して、SMG硬化体の寸法変化を測定することにより圧縮永久歪試験を行った。
結果は、全てのSMG配合条件において、23℃で100%の形状固定率を示した。37℃では、50:50、75: 25、100: 0において高い形状固定率を示した。SMGは60℃を超えると軟化して元の形状に戻った。60℃では、SAを配合において、低い形状固定性を示したことから、温熱下における急激なヤング率低下により形状回復性を示したと考える。100:0では、60℃の形状固定率が有意に高く、回復性に乏しかった。結晶融点の高いDAは、SMGの転移温度を高温側にシフトさせ、口腔内温度において安定した形状固定性を付与した。SMGは、相転移温度が高く、口腔内温度で義歯ベースのポリマー材料と同等のショアA硬度を示した。またSMGの水溶解度の低さから、生体安全性を示した。
SMGに2 種のアクリレートモノマーの比率を制御して相転移温度を高めることにより、口腔内温度にて安定した形状固定性を有し、温熱下で容易に形状を変形するユニークな材料の開発に成功したことより、欠損形状の経時的変化に適応する補綴歯科材料への応用の可能性が示された。
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Report
(3 results)
Research Products
(5 results)
