合釘装着歯の応力解析-歯に生じた亀裂の影響について-

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06671975
• Research Institution: Matsumoto Dental University
• Principal Investigator: 甘利 光治 松本歯科大学, 歯学部, 教授 (10067043)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 土屋 総一郎 松本歯科大学, 歯学部, 助手 (70236909) ; 柳田 史城 松本歯科大学, 歯学部, 助手 (60230265) ; 小坂 茂 松本歯科大学, 歯学部, 助手 (40225412)
• Keywords: 合釘 / 三次元有限要素法 / 応力拡大係数値

Research Abstract

本年度交付金によって、パーソナルコンピュータおよびその周辺機器を購入し、新たに購入した有限要素ソフトANSYS 5.0Aを用いて、合釘を装着した上顎中切歯を想定した幾何形状モデルを設計し、三次元応力解析を行っている。このモデルに対して、節点を共有させて亀裂としたモデル(直接生成法)と、実際に10マイクロメートルの亀裂を入れたモデル(ソリッドモデリング)の二種のモデルを設定し、両者を比較、検討した。前者は要素を直接設計して、有限要素モデルを製作する方法であるため、モデルの要素数は数千程度であるが、意図する位置、大きさに要素が設定できるのに対し、後者はコンピュータ自身が幾何形状モデルを要素分割するために要素数は数万になり、より詳細なデータが得られるが、一方で意図する位置、大きさに要素が設計できず、また幾何形状モデルを複雑な形態にするとソフトの演算能力を越えてしまうことがわかった。すなわち、三次元有限要素法では二次元のそれと比べソフトおよびコンピュータによる制限が多く、機器の機能を生かすためには、より簡略化した幾何形状モデルおよび有限要素モデルを製作しなければならないことがわかった。そこで我々は当初予定していたよりもより単純な幾何形状モデルを作成し、解析を行っている。本実験は歯根破折と歯質亀裂の消長との因果関係を、三次元レベルでの応力解析を行い、そこから応力拡大係数値を明らかにせんとするものであるが、平成6年度の実験目標であった、基本モデルの設定およびこれをベースとして亀裂の方向、長さ、骨植の程度などを種々変化させた実験モデルを使った応力解析については、前述のように実験モデルを設計し、次年度は直接生成法もしくはソリッドモデリングのどちらかの方法を選択し、それぞれの条件について応力拡大係数値を求め、亀裂の成長過程と歯根破折に至る因果関係を明らかにする。