2015 Fiscal Year Research-status Report

高強度CAD/CAM材料の摩耗メカニズムの解明：咬耗予測システムの開発にむけて

Research Project

Project/Area Number	15K20427
Research Institution	Tokyo Medical and Dental University
Principal Investigator	村上奈津子東京医科歯科大学, 医歯(薬)学総合研究科, 助教 (80706995)
Project Period (FY)	2015-04-01 – 2019-03-31
Keywords	摩耗 / CAD/CAM / セラミックス / 接触ストレス
Outline of Annual Research Achievements	歯冠修復・補綴物の摩耗に関して，その摩耗メカニズムを解明するには至っていない．近年のCAD/CAM技術の発展により材料開発は多様化し，破折強度に優れ，かつ高硬度のセラミックス材料が台頭してきているが，対合歯および対合補綴物への過度な摩耗を誘発する事が懸念されている．そこで本研究では，異なる材料間での摩耗試験における摩耗量と，材料間に発生する接触ストレス，および材料強度の三者の関係性を明らかにする事で，摩耗を生じるメカニズムに基づく一般性のある評価方法を検討する事を目的とする．修復材料同士が咬合する摩耗をシミュレートするため，咬頭が咬合面をスライドする状態を模倣し，ボール状の試料がディスク状の試料を滑走する摩耗試験を用いた．様々なセラミックス材料同士が咬合する組み合わせとなるよう，歯科用CAD/CAMシステムを用い切削加工にてそれぞれの形状の試料を作製した．試料の摩耗量の計測を行うため，口腔内カメラを用いて３Dデータを取得し，体積を算出した．さらに，摩耗試験において試料同士が接触滑走を行っている際にそれぞれの接触面に発生する応力を，３Dデータをもとに有限要素解析を行い算出する．摩耗の経過に従う形状の変化と，接触応力の変化，摩耗量の変化から摩耗メカニズムを検討する．さらに，新たな歯冠修復治療を行うにあたり，摩耗の観点から材料選択の指標の確立を目指す．本年度は主に予備実験および摩耗試験データの取得および，摩耗初期に試料間に発生する応力・ひずみ値を算出し，摩耗量との比較検討を行った．今後も引き続きデータを取得し，成果を報告する予定である．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 修復材料同士が咬合する摩耗をシミュレートするための摩耗試験において，ボール状の試料とディスク状の試料の作製にあたり，歯科用CAD/CAMシステムを用い切削加工にてそれぞれの形状の試料を作製する方法に関して，検討を重ねた．さらに，口腔内カメラ用いた３Dデータ取得による体積を算出方法を確立した．摩耗試験の予備実験を終え，３種類のCAD/CAM用切削加工用セラミックスを用いて摩耗量のデータの取得を行っている．さらに，単純な３Ｄモデルを構築し，ボールとディスクの試料の接触面に発生する応力・ひずみ分布を有限要素解析を用いて算出した．これまでの内容に関して，成果発表を行う準備をしている．
Strategy for Future Research Activity	材料の種類を増やし，引き続き摩耗試験のデータ採得を行う．また，有限要素解析モデルや条件の再検討を行い，解析精度を向上させる．さらに，実際の摩耗試験中のモデルの３Ｄデータを用いた解析を試みる．得られた結果より,成果発表を行う．
Causes of Carryover	購入予定であった実験用器具（研磨紙やスプレーのり，両面テープ）等が，既存のものを使用可能であったため，今年度購入する材料が予定よりも少なくて済んだため．
Expenditure Plan for Carryover Budget	既存のものが無くなり次第来年度の予算として購入する予定であり，ミリングバーの消費もはげしく，そちらにも使用する予定である．