Development of implant risk diagnosis system by oral monitoring using MEMS

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• 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, 共同研究員 (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

Outline of Annual Research Achievements

インプラントの口腔内での機械的偶発症の発生を回避するには、個々の患者における口腔内環境調査を行う必要がある。インプラント周囲の力学的環境を計測することを目的とし、計測対象の異なる複数のセンサーを1枚のシリコン基板に集積化を行い、実験モデルでの振動計測を試みた。
3軸加速度センサーをアバットメント部に取り付けるため、6x6mm以下となるようMEMSデザイン化した。基板はセンサー部、フレキ部、コネクタ部より構成した。インプラント模型にMEMSセンサーを設置し、打撃を加えた際に得られる信号を調査した。サンプリング周波数は４００Ｈｚに設定し、金属棒を落下させ、舌側より打撃を付与した。
単独インプラントのアバットメントスクリューを①35Ncm（所定トルク）で締結②35Ncmで締結後半回転緩めた状態の２条件で打撃試験を行った。また、同様に2本連結したインプラントでは、上部構造の音波ブラシによる振動の影響も調査した。
インプラントに貼付できるようにデザインしたMEMSセンサーにより、加速度の変化を調査することができた。金属棒が当たった後に、跳ね返り、2回目、3回目の打撃後の加速度までが出力できた。評価では、1回目に人工歯に当たった時の加速度の変化量を使用した。結果、①と②では、加速度が大きく変わっており、鑑別が可能であった。電動歯ブラシで振動を入力した場合も、①と②は大きな加速度変化を示しており、インプラントが緩んでいることが確認できた。また、インプラント2本を連結したモデルでの緩みの感知ができるかについても、①と②では、加速度応答の変化が認められ、検出が可能と考えられた。