2000 Fiscal Year Annual Research Report
矯正用ワイヤーの設計システムの確立-デロネイ格子生成法によるモデリングと最適化手法による決定-
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12557181
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
相馬 邦道 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (10014200)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大坪 邦彦 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (20272601)
割田 博之 東京医科歯科大学, 歯学部・附属病院, 講師 (30262207)
石田 哲也 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助教授 (80211043)
久野 昌隆 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (80282763)
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| Keywords | 矯正用ワイヤー / 設計システム / モデリング / 最適化 |
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| Research Abstract |
矯正歯科臨床において、各患者ごとに治療効率のよい最適な治療法を決定することは、大変重要である。しかしながら、従来、矯正装置の選択とくにマルチブラケット法におけるアーチワイヤーの設計は、臨床的観点から術者の経験に基づいて行われてきた。
そこで今回、超弾性型Ti-Ni合金矯正用ワイヤーの改良、計算力学解析手法などの当該学問領域の発展を基に、より効率のよい矯正治療法の確立をめざして、デロネイ格子生成法によるモデリングを組込み、システム全体を最適化アルゴリズムにより構築してコンピュータ・シミュレーションによるシステムを確立することを目的として本研究を計画した。
本年度は、システムの各項目に対する基礎的検討を行なった。
1)不正咬合形状のシステム入力
2)歯・歯周組織のモデリング:とくにデロネイ格子生成法の適用
各個人の不正な歯の排列状態に対応した歯および歯周組織の有限要素モデルを自動的に作成することを可能とした。
3)ワイヤーの設計
矯正臨床で近年広く用いられ効果を奏してきている超弾性型Ti-Ni合金矯正用ワイヤーに対し、接合方法の開発、断面形状の変更などにより様々な活用方法を開発した。
4)矯正力の計算力学解析
超弾性型Ti-Ni合金矯正用ワイヤーの複雑な矯正力発現に対しても、コンピュータ・シミュレーションを可能とした。
5)最適矯正力か否かの判定
6)設計変更、選択
加えて、システムのアルゴリズム(最適化手法)に対しても基礎的検討を行なった。
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[Publications] Kuroda,K.: "Selective treatment by welding a super-elastic Ti-Ni alloy wire to a Co-Cr alloy wire"Am.J.Orthod.Dentofac.Orthop. 119(in press). (2001)
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[Publications] Shima,Y.: "Bending properties of hollow super-elastic Ti-Ni alloy wires and compound wires with other wires inserted"J.Mater.Sci. : Mater.Med. 10(in press). (2001)
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[Publications] Shima,Y.: "Anisotropic orthodontic force from the hollow super-elastic Ti-Ni alloy by transforming the wire cross-section"J.Mater.Sci. : Mater.Med. 10(in press). (2001)
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[Publications] Yu,J.H.: "FEM tooth model of joint element"J.Oromaxillofacial Biomechanics. 6-1. 36-39 (2001)
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[Publications] Ishida.T.: "Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering-3・"Mechanical analysis of Super-elasticity with stress-hysteresis : Finite element modelling of Ti-Ni orthodontic wire (in press) . (2001)
