2018 Fiscal Year Research-status Report

MEMSを用いた口腔内モニタリングによるインプラントリスク診断システムの開発

Research Project

Project/Area Number	18K09702
Research Institution	Kyushu University
Principal Investigator	松下恭之九州大学, 大学病院, 准教授 (60159150)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	江崎大輔九州大学, 歯学研究院, 助教 (10608970) 野上大史九州大学, 工学研究院, 助教 (50736147) 都留朋子九州大学, 大学病院, 医員 (40823612) 古谷野潔九州大学, 歯学研究院, 教授 (50195872)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords	インプラント / MEMS / インプラント・オーバーデンチャー / 生体力学
Outline of Annual Research Achievements	本研究では、MEMSを用いて口腔内での咀嚼時のインプラントの微小動揺のモニタリングを行うことによりインプラントの力学的リスクを明らかにすることを目指している。MEMSでの口腔内応用においては、①小型化、②無線化、③変位の検出精度の向上が必要である。本研究では②、③について検証するため、現在作製されているMEMSをインプラント・オーバーデンチャー（インプラントを支台とした義歯補綴装置）に応用することで、義歯の変位からインプラントへの力学的影響の検討を行うこととした。まず、義歯の変位計測の精度検証を行うため通常の工学的手法を用いて義歯の変位の測定を行い、MEMSによる義歯の変位の計測精度の検証を行うこととした。比較となる計測ではレーザー変位計測器を用いて義歯に三点の計測点を設け3点3軸方向の変位の計測を行った。本計測により義歯の変位の計測条件として、義歯の強度は粘膜に対し剛体と判断できる程度必要であることが明らかになったため、今後の口腔内の計測においても十分な補強構造を挿入した試験用義歯を作製することとした。合わせて模型上での荷重時のインプラント体のひずみをひずみゲージを用いて計測をおこなった。結果、MEMSでの義歯の変位からこれを支持するインプラントの力学的負担（指標として曲げモーメントを採用）を計測するためにはインプラントと義歯を一体として計算できる強固な連結のアタッチメント（バー、ロケーター）を使用することが望ましいと判断した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 現在作成しているMEMSのサイズでは直接インプラント体表面に設置し、かつ咀嚼を妨げずに使用することが困難であるため、上部構造のサイズが大きいインプラント・オーバーデンチャーに応用することとした。MEMSをもちいて義歯の変位の計測を行い、間接的にインプラントへの力学的影響を測定することを試みた。まず、口腔外で通常の工学的手法を用いて義歯の変位の測定を行い、MEMSによる義歯の変位の計測精度の検証を行うこととした。下顎無歯顎模型上に計測用のインプラント・オーバーデンチャーを作製した。計測ではレーザー変位計測器を用いて義歯に三点の計測点を設け3点3軸方向の変位の計測を行った。本実験において義歯のねじれ、変形によるエラーを防ぐため、計測条件として、義歯の強度は粘膜に対し剛体と判断できる程度必要であることが明らかになった。今後の口腔内の計測においても十分な補強構造を挿入した試験用義歯を作製することとした。模型上のインプラント体にひずみゲージを貼り付け荷重時のひずみの計測をおこない、これよりインプラントの曲げモーメントを算出した。インプラント・オーバーデンチャーではインプラントと義歯をアタッチメントの種類によって、力学的挙動が変化することが知られている。本実験では、4種類のアタッチメントを使用してインプラント・オーバーデンチャーを作製し、ひずみの計測を行った。結果、MEMSでの義歯の変位からこれを支持するインプラントの力学的負担を計測するためにはインプラントと義歯を一体として計算できる強固な連結のアタッチメント（バー、ロケーター）を使用することが望ましいと判断した。
Strategy for Future Research Activity	MEMSでの口腔内応用のための①小型化、②無線化③変位の検出精度の向上を進め、インプラント体に貼り付け可能なサイズのものを開発する
Causes of Carryover	予定してい旅費を一部しなかったため。次年度使用予定である。