ゲル状磁気式触覚センサを応用した新たな歯根膜矯正力測定システムの開発

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K20659
• Research Institution: The Nippon Dental University
• Principal Investigator: 栃木 啓佑 日本歯科大学, 生命歯学部, 助教 (60769909)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 矯正力 / 歯根膜 / システムの開発 / 触覚センサ

Outline of Annual Research Achievements

矯正治療を行う際、歯に適切な矯正力を加えることは、効率の良い治療を行うために重要である。一方、不適切な矯正力が加わると疼痛や、根尖部の歯根吸収が起こる可能性があるため、歯根膜に加わる矯正力を把握することは不可欠である。
矯正力を測定するための装置として、現在まで様々な装置が報告されているが、筆者の知る限り歯周組織を十分に再現し、特に歯根膜に加わる矯正力を計測した研究は存在しない。
本研究では、歯根膜を模した歯根膜矯正力測定システムを新たに製作し、マルチブラケット装置における歯根膜に加わる矯正力を計測することを試みた。
本研究では当初、ゲル状磁気式触覚センサを応用し、システムを開発する予定であったが、2016年3月でセンサの販売が中止となり、入手が不可能となってしまった。そのため、再度システムのデザインを検討し、直径7.0ミリの超小型3軸力覚センサを上顎中切歯根尖部に設置し、歯根周囲には歯根膜を再現するためにゲルを塗布し、歯根膜、特に歯根吸収が認められる根尖部に加わる矯正力を計測する計画とした。
今年度は、予備実験として、歯根周囲にはゲルを塗布せず、歯根膜がない状況下で上顎中切歯模型の根尖に加わる矯正力を計測する装置を製作し、精度の検証を行った。　上顎中切歯模型にブラケットを装着し、30g、50gの分銅をかけ、前後方向、上下方向、左右方向に力を加え、根尖部に加わる力を計測し、計測誤差を検証した。その結果、計測誤差は-13.6％～18.4％（平均1.0％）であり、今後、システムを改良し、精度を高める必要がある。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成28年度の研究実施計画として、①歯根膜矯正力システムの製作、②歯根膜矯正力測定システムの精度の検証を挙げていた。研究開始当初、本システムではゲル状磁気式触覚センサを用いる予定であったが、販売が中止となり、入手が不可能であったため、システムの設計を再考する必要があったが、直径7.0ミリの超小型3軸力覚センサを応用することでシステムの製作を継続した。精度の検証については、さらに精度を高める必要があり、システムの設計や用いるセンサなどを再度検討し、改良をしていく。

Strategy for Future Research Activity

平成29年度の研究の推進方策として、当初の予定通り、まず歯根膜矯正力測定システムの製作と精度の検証を行い、その後、歯根膜に加わる矯正力の計測を行う予定である。
歯根膜矯正力測定システムの製作と精度の検証については、精度の向上のために、センサの選別、設計の修正を行う。過去の報告では、矯正力は10g～120gが適しているとされているため、特にその範囲において精度が出るように、再評価と装置の改良を行う予定である。平成28年度では、歯根膜のない状態であったため、平成29年度はまず歯根膜に適したゲルを選定する。その後、本システムに応用する。
本システムに歯根膜ゲルを応用した後、歯冠に接着されたブラケットに10g～120gの力を加えた時に根尖部歯根膜に加わる矯正力の計測を行う。さらに歯の移動様式（傾斜、歯体移動、圧下など）による根尖部歯根膜に加わる矯正力の違いを検討していく。
システムの製作が思うように進まない場合には、システムの設計、センサの選定を継続して行っていく。

Causes of Carryover

平成28年度の経費の多くをシステム製作代として計上していたが、平成28年度では、主に装置のデザインに時間を要し、システム製作代の支払いが平成29年度になったため、次年度使用額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

システムの製作や矯正力の計測に必要な消耗品や器具に経費を使用する。