矯正用アライナーの計装化による矯正力と歯の移動量の定量評価

• Project/Area Number: 23K16186
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 57070:Developmental dentistry-related
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 佐藤 博子 徳島大学, 病院, 診療支援医師 (40876025)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: アライナー矯正 / マウスピース矯正 / 矯正歯科治療 / 予測シミュレーション / 計測用デバイス

Outline of Research at the Start

近年，アライナーを用いた歯科矯正治療が普及しつつある。アライナー矯正の利点として，審美面と口腔内の易清掃性ばかりが取り上げられているが，その他の潜在的な利点として，アライナーに生じる歪量を測定することで歯に加わる矯正力を定量化し，歯の移動を随時確認できる点が挙げられる。
本研究では，歪センサーで計装化したアライナーを作製し，力覚センサーで計装化した顎模型に適用することで，歯に加わる矯正力を算出するとともに，歯の移動にともなう歪量の変化を調べ，臨床にフィードバック可能な情報を得る。歯に加わる矯正力と，歯の移動との関係が明らかになれば，アライナーが予測性の高い歯科矯正治療となるものと期待できる。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では，歪センサーで計装化したアライナーを作製し，力覚センサーで計装化した顎模型に適用することで，歯に加わる矯正力を算出するとともに，歯の移動にともなう歪量の変化を調べ，臨床にフィードバック可能な情報を得ることを目的とする。歯に加わる矯正力と,その結果として生じる歯の移動との関係が明らかになれば,アライナーがより予測性の高い矯正歯科治療となるものと期待できる。
研究方法としては、アライナー作製用の歯列模型を３Dプリンタで作製し，模型の任意の１歯を分割して測定対象とし，力覚センサーを装着すると，アライナー装着時に対象の１歯への負荷データが得られる。ここで，異なる１歯を分割した模型に対して同条件で歯を換えつつ繰り返し測定すると，同じ歯列に同じアライナーを装着した際の，１４歯それぞれの負荷データが得られる。
アライナー形状の定量化には口腔内スキャナを用いることで，模型に装着したアライナーと口腔内に装着したアライナーの形状を計測，比較することが可能となる。
一方アライナーの変形の測定には歪ゲージを用い,測定し得られたアライナーの歪データ、アライナーの3D形状データの相関を検討し，効果的な歪ゲージ実装位置や密度を明らかにする。その上で，１４歯の負荷データとの相関を検討し，歪データから歯に掛かる負荷を高精度に評価する手法の確立とそれを用いた矯正歯科治療の評価（アライナーの適切な交換時期の提示など）手法の確立を目指す。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

現在，アライナー作製用の歯列模型を３Dプリンタで作製し，１歯を対象とした，力覚センサーを装着し、アライナー装着時にかかる負荷データの計測するシステムの構成要素は得られているため、おおむね順調に進展していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

アライナーの変形により初期の位置合わせが困難であり，臨床的に正しい位置に高精度な計測システムを確立させる必要がある。マグネットによる計測システムの固定を検討している。