歯科用傾斜機能材料の開発研究

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04452300
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 亘理 文夫 東京医科歯科大学, 歯学部, 講師 (70158682)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西村 文夫 東京医科歯科大学, 歯学部, 教授 (10013856)
• Keywords: 傾斜機能材料 / インプラント / チタン / アパタイト / ジルコニア / CIP / 焼結 / 圧縮試験

Research Abstract

[緒言] 傾斜機能材料は単一部品内で異種材料の組成を連続的に変化させて強度、熱膨張率、熱伝導率、生体親和性等の機能を各部位の要求に応じ、最も良く発揮しようとするもので、歯科用、生体用としても応用は広いと期待される。本研究ではチタン系傾斜機能材料を作製し、強度試験、組織観察、分析を行なった。
[方法] 歯科用印象材または工業用シリコーンゴムで作製したゴム型に金属(チタン、パラジウム)とセラミックス(アパタイト、ジルコニア、溶融石英)を種々の濃度に配合した粉末を順次、濃度勾配がつくように充填した。CIP(冷間静水圧)で400MPaまで加圧した後、成型体を高周波誘導加熱で900〜1300℃,Ar雰囲気中で焼結した。圧縮試験、3点曲げ試験、ダイアメトラル試験の強度特性試験、SEMによる組織観察、細胞毒性試験を行った。またチタンへのパラジウムの合金効果、コイル、板材を埋入した芯材補強も調べた。
[結果] 均一材による強度試験では、チタン量増加とともに圧縮強さ、曲げ強さ、ヤング率が増加し、曲げ強さは圧縮強さの約40%であった。同一含有量ではジルコニア材の方がアパタイト材よりも高い強度を示した。チタンを合金(Ti-5%Pd)にすることにより焼結性が向上し、強度は約2倍に、また板やコイル埋入した芯材補強により、1.5〜2倍に増加した。圧縮試験で延性を呈するのに対し、曲げ試験では脆性破断を示したが、これは見掛け密度が真密度の75%程度であること、焼結中にチタンが酸素を固溶吸収し、著しく硬化することによる。一端を純チタンにし、順次セラミックス含有量を増しながら、もう一端は9%含有材とした円柱型、インプラント型、角柱型の各種傾斜機能材料を作製した。特にチタン-アパタイト材については骨埋入部にアパタイトを50%まで含有させ、上部を純チタンとした傾斜機能型インプラント(人工歯根)を作製した。現在、細胞毒性試験を継続中である。

Research Products

• [Publications] 高橋 秀直: "歯科用傾斜機能材料の基礎的研究ーチタン/アパタイト、チタン/シリカ傾斜材の作製ー" 歯科材料・器械. 11(3). 462-468 (1992)
• [Publications] 亘理 文夫: "歯科応用を目的とした侵入型合金元素によるチタンの熱処理固溶硬化I.ビッカーズ硬さへの効果" 歯科材料・器械. 12(1). 84-92 (1993)
• [Publications] 亘理 文夫: "レーザー顕微鏡の材料科学への応用" 日本学術振興会,材料の微細組織と機能性第133委員会. 1-7 (1992)
• [Publications] "Dental implant using functionally gradient material" JETRO英文技術情報誌New Technology Japan. 20(11). 17-18 (1993)
• [Publications] 亘理 文夫: "レーザー顕微鏡「非接触で表面形状・内部組織を断層撮影する" 歯科材料・器械. 11(S20). 38-39 (1992)
• [Publications] 高橋 秀直: "チタン系歯科傾斜機能材料の研究" 歯科材料・器械. 11S(20). 58-59 (1992)
• [Publications] 高橋 秀直: "歯科用傾斜機能材料の研究" 第57回口腔病学会学術大会抄録集. 14- (1992)
• [Publications] F.WATARI: "Titanium-apatite functionally gradient materials for dentistry" 第8回アパタイト研究会予稿集. 25-26 (1992)
• [Publications] 亘理 文夫: "生体用チタン系傾斜機能材料の試作" 日本バイオマテリアル学会シンポジウム92講演抄録集. 137- (1992)