歯に加わる荷重の三次元測定システムの開発および部分床義歯支台歯への応用

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13557163
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 佐々木 啓一 東北大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (30178644)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 許 重人 東北大学, 歯学部・附付属病院, 講師 (10225089) ; 稲井 哲司 東北大学, 歯学部・附属病院, 講師 (60193538) ; 厨川 常元 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90170092) ; 川田 哲男 東北大学, 大学院・歯学研究科, 助手 (80292225) ; 坪井 明人 東北大学, 大学院・歯学研究科, 助手 (00241646)
• Keywords: 部分床義歯 / 支台歯 / 圧電センサ / 咬合力

Research Abstract

部分床義歯の予後を決定する要素の一つとして、支台歯に加わる荷重がある。支台歯への負担過重は支台歯歯周組織に障害を及ぼし、義歯の予後を悪化させると考えられる。本研究では、圧電性超小型荷重センサを歯の内部に組み込むことにより、機能時に歯へ作用する荷重を三次元的に実施し、機能力の口腔内分布をリアルタイムで解析可能な三次元荷重測定システムを開発することを目的としており、本年度は以下のところまで行っている。
・三次元荷重測定センサの作成: 本センサは圧電センサ(キスラー社製, 特注)内蔵のハウジング(外形7mm、内径2.1mm、高経3.5mm)、およびハウジング固定のためにハウジング中央を貫通するポストで構成される。耐荷重および締め付けトルクを考慮して、ハウジングはステンレススチール製、ポストはチタン合金製とした。x軸、y軸はリング基底面と平行な平面上でリングの中心で直交する軸とし、z軸はリング中心を通るx-y平面と垂直な軸とした。内蔵された三枚の圧電センサは、加わった荷重のx、y、z軸の力をそれぞれ測定できるように水晶の結晶構造を考慮して製作されている。クロストークは各軸とも3%以内である。本センサはコバルトクロム製の歯冠およびメタルコアではさみ、歯根に装着するものとした。
・荷重装置の製作: クロストークを加味した三軸それぞれの校正を行うため、および模型を用いた測定のために、ステンレススチール製の荷重装置を製作した。本装置は、スライドテーブルを組み込むことにより荷重の作用点を0.1mm刻みで平面上を移動させること、さらにバイスを組み込むことにより±90度の角度を付けた状態での荷重が可能となっている。なお、加重および抜重の際の安全装置を装備している。
・校正: 荷重量、荷重方向等を変え、現在詳細に行っているところである。