疲労破断面解析に基づいた部分床義歯の設計評価システムの開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14571840
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 若林 則幸 東京医科歯科大学, 歯学部附属病院, 助手 (00270918)
• Keywords: 部分床義歯 / 義歯用合金 / 破壊断面 / 金属疲労 / チタン合金 / 金合金 / コバルトクロム合金 / 義歯の破折

Research Abstract

本研究は,臨床で用いられ破折や変形などを起こした部分床義歯について損傷部破面の解析を行い,有限要素法を用いた義歯の力学解析の結果と照合することにより,力学的な見地から最適な義歯形態の設計方法を提示することを目的とした.その結果,現在までに以下のような知見が得られた.
研究対象としたチタンなどの新素材を含む種々の合金および床用レジンから成る部分床義歯では,金属部分の破折が明らかであった多くの症例において、維持装置(クラスプ)そのものか、その近傍で破折の開始点が観察された.これらの試料では,応力解析において最大応力の発生部位と推定された部位と破折の開始部位とが一致していた.その一方で,大連結子部や比較的厚さや幅の大きな小連結子において破折を生じた少数の試料では,破折開始部位は推定された最大応力発生部位とは異なり,破断面には微小欠陥が確認された.すなわち,比較的幅や厚さのある大連結子や小違結子で破折した試料では,破壊の直接的な原因として金属表面の微小な欠陥の存在が大きな影響を与えていた.これらの破折義歯においては,破損部の幅や厚さといった形態的な要因よりも微小欠陥の分布状態が破損事故の発生に大きな影響を及ぼしている可能性が示唆された.
次年度においては,有限要素モデルを用いた応力解析の結果を.破断面の分析結果と照合することとする.すなわち,破壊の進展経路などのデータをもとに,有限要素解析を用いて荷重下における最大応力とその部位を推定する.さらに,有限要素モデルの形状を変化させることにより,義歯設計の最適化を行う予定である.

Research Products

• [Publications] Eto M: "Finite element analysis of deflections in major connectors for maxillary removable partial dentures"International Journal of Prosthodontics. 15(5). 433-438 (2002)
• [Publications] 横山紗和子: "下顎臼歯部インプラント支台カンチレバーブリッジの支台位置が周囲骨の応力分布に及ぼす影響"口腔病学会雑誌. 69(4). 263-268 (2002)
• [Publications] Shimizu H: "Effect of metal strengthener length on stress distribution in acrylic denture base"Journal of Oral Rehabilitation. (受理).