| Project/Area Number |
21K10026
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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 | Meikai University |
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Principal Investigator |
三浦 賞子 明海大学, 歯学部, 准教授 (60431590)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤澤 政紀 明海大学, 歯学部, 教授 (00209040)
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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 |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | additive manufacturing / 3Dプリンタ / ジルコニア / イットリア / 低温劣化 / 液槽光重合法 / 付加製造 / 積層造形 / 3Dプリンター / ジルコニアペースト / 造形方向 |
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| Outline of Research at the Start |
付加造形法（3D Printing）の歯科応用は，コバルトクロム金属粉末を用いた全部金属冠やクラスプ，金属床などの応用が始まっているが，メタルフリー修復への期待がかかる歯冠色材料への応用は進んでいない．さらに，造形方向の違いが物性に及ぼす影響や造形精度，色調再現などの検討を行った報告は見当たらない．また，ジルコニアの色調は白色であるため，審美性に優れているとはいえない．したがって，本申請課題によって，造形精度や色調再現性を明らかにし，長期安定した付加造形法によるジルコニア補綴装置の製作方法を確立を目指すことを目的とする．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、付加製造（AM）技術を用いて製造したジルコニアの機械的特性および表面特性、ならびに造形方向が機械的特性および表面特性に及ぼす影響について検討した。方法は、ZrO2ペースト（3DMix ZrO2, 3DCeram）とステレオリソグラフィ（SLA）の原理に基づくAMシステム（CeraMaker 900,3DCeram）を用いて試験片を作製した．機械的性質（曲げ強さ，ビッカース硬さ，破壊靭性，弾性率，ポアソン比）および表面的性質（化学組成，表面観察）を3つの造形方向（平行，斜め，垂直）について評価し，造形方向とSLAで作製したジルコニアの機械的性質および表面的性質の異方性との関係を検討した．最も高い曲げ強度が得られたのは、構築方向が垂直な場合であった。曲げ強さは直角方向の方が平行方向および斜め方向よりも有意に高く，斜め方向の方が平行方向よりも有意に高かった（P<0.05）．ビッカース硬度、破壊靭性、弾性率、ポアソン比、化学組成には有意差はなかった。ミクロ組織を観察した結果、層、大きな結晶、気孔は平行方向でより顕著であった。AM法で作製したジルコニアの曲げ強さと表面構造は、作製方向の影響を受けたが、他の機械的特性は影響を受けなかった。AM法のため、層の境界が造形物の異方性挙動にある程度影響した。
さらに、低温劣化(LTD)がAMジルコニアの機械的特性に及ぼす影響を調べた。同様の実験条件下で、AMジルコニアの機械的特性をLTD前と比較した。LTD条件は、134℃、0.2MPaのオートクレーブ中で5時間であった。その結果、0°方向はエージング前後で他のすべての条件と大きく異なり、AM試験片を造形方向に垂直に製造した場合に最も高い曲げ強度が得られることがわかった。しかし、この結果から、AMジルコニアの機械的特性に対するLTDの影響は無視できる程度であることが示された。
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