Application of porous titanium using moldless process for prosthesis

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K11196
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 友竹 偉則 徳島大学, 病院, 准教授 (70263853)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 内藤 禎人 徳島大学, 病院, 助教 (20509773)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: チタン / チタン－ワックス / 焼結体 / 補綴装置 / チタンフレーム

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、我々がこれまでに開発した多孔性チタン焼結体の製作方法を歯科補綴に応用することを目的とする。この方法は、チタン粉末とバインダーとしてワックスを混練した混合体を任意の形態に形成し、そのまま焼結過程を経てチタン焼結体を製作するものである。
ワックスに混和（チタン90%：ワックス10%）するチタン粉末の粒径や各粒径の混合率を変えた7種（①粒径45μm以下の円形、②粒径45μm以下の不正形、③粒径150μm以下、④粒径150μm・75wt%＋45μm・15%、⑤粒径150μm・80wt%＋45μm・10wt%、⑥粒径150μm以上の円形，⑦粒径150μm以上の不正形）の混合体を各試験に対応するように成形し、熱処理（大気中380℃で脱脂、アルゴン雰囲気中1100℃で焼成）によって各試験片を作製した。
収縮率は2.5％～14.2％であり、粒径の小さい試験体ほど収縮率は高かった。気孔密度は17.7％～38.5％であった。機械的強度では、粒径の小さい45μm以下の群で高く、150μm以下の群でも小さい径を混和することで強度が増加することが分かった。
これらの基本的な物性評価から、歯科補綴に適応させるための収縮補償や補強効果を評価した。アバットメントレプリカを20mmの距離で平行に埋設した規格モデルを製作し、レプリカ上にチタン製コーピングを装着、機械的強度の高い粒径45μm以下のチタン-ワックスで上部構造フレームを焼結製作し、その適合精度及び機械的強度を測定した。次いで、レーザー溶接を用いてチタンロッドをコーピング間に溶着固定し、同様にチタン-ワックスを焼結しフレームを製作する補償方法を用い、適合精度及び機械的強度を測定した。チタンロッドを用いることで、適合精度及び機械的強度が明らかに向上することが確認できた。