Development of inner surface machining design as micro retentive groove to prevent debonding of CAD / CAM crown

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K09710
• Research Institution: The Nippon Dental University
• Principal Investigator: 新谷 明一 日本歯科大学, 生命歯学部, 教授 (60440054)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 白鳥 沙久良 (清水沙久良) 日本歯科大学, 生命歯学部, 助教 (20804074) [Withdrawn]
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 接着強さ / 機械的嵌合力 / CAD/CAM / デジタルデンティストリー / 押し出し接着強さ / CAD/CAM冠 / 機械加工 / ミリング

Outline of Annual Research Achievements

本研究では，CAD/CAMを用いて製作されたクラウンの内面に対し，アンダーカットとなるような“溝（Micro Retentive Groove，以下MRG)”を施すことで，クラウン脱落を減少させられる加工プログラムの構築を行う．MRGの効果を明らかにするにあたり，平成30年度はCAD/CAMを用いて製作されたレジンクラウン内面に付与されたMRGが接着強さにどのような影響を与えるか，クラウン型試験片と支台歯を模した治具から引抜き引張接着強さの試験を行った結果，セメントスペース40μｍで深さ100μｍのMRGをクラウン内面の歯冠高径の中央部に溝の数を3本以下で加工することが最も効果的であることを明らかとした．
令和元年度では対象とする歯冠修復材料をジルコニアとして，MRGの効果について検討を行った．MRG深さ100 µmのMRGを高径中央部に1本付与したものとアルミナブラスト処理を行ったものの2条件を高い押し出し接着強さにて比較した結果，MRG付与が有意に高い値を示し，接着強さの向上に寄与することを明らかにした．続いて最適なMRG深さについて，押し出し接着強さを行った結果では，MRGが100µmの条件で最も高い値を示すことが明らかとなった．
令和2年度では，ジルコニアに対する同条件のMRGが各種異なるセメントに同様の効果が認められるか，接着性レジンセメント，自己接着性レジンセメント，レジン強化型グラスアイオノマーセメント，グラスアイオノマーセメントの4種類を用いて押し出し接着強さの計測を行った．結果，MRGなしのコントロール群と比較して，接着強さの向上がみとめられ，セメントの種類に影響されず，MRGは接着強さを向上させることが明らかとなった．この研究の結果は昨今のコロナ感染症蔓延に伴い，発表予定学会が延期，誌上開催になったことから，未だ発表するには至っていない．

Current Status of Research Progress

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

Reason

令和2年度も昨年と同様の方法によって研究を行った．ジルコニアの試験片製作には，試験片の設計，削り出し位置の決定，削り出し，焼結とレジンと比較して多くの作業ステップが必要となり，その結果，レジン系材料と比較して多くの時間試験片の製作に必要であった．さらに，削り出しで製作したジルコニア試験片を完全焼成するときに，大きく変形する試験片が多く生じたため，適切な試験片の製作にはさらに多くの試験片を作り，そこから厳選しなければならなかったことも1つの要因と考えられる．また，研究分担者の退職があり，研究推進に若干の支障が認められた．さらにCOVID19の影響から多くの学術大会や国際共同研究の実施も行うことが不可能となり，令和2年4月からの緊急事態宣言に伴う，大学施設の入校禁止やテレワークの推進に影響され，実験室を使用できる時間が減少したことも大きく影響され，上半期はほぼ実験を行うことが不可能な環境となってしまっていた．このような状況ではあるが，昨年明らかとなったMRGの最適な深さに加えて，令和2年度ではジルコニアに対するMRGのセメントの種類による影響について検討行い，新たな知見が得られた．

Strategy for Future Research Activity

コンポジットレジン，ジルコニアの2種類の材料に対するMRGの接着強さを向上させる効果や，それぞれの材料に対する最適なMRGの設計条件について，多く知見が得られてきた．令和２年度では，様々なセメントに対して，MRGが効果を発揮するかについて研究を行い，MRGがセメントの種類を選ぶことなくどのセメントを使用しても，接着強さを向上させられることが明らかとなった．これらの結果を踏まえ，令和３年度ではまとまった結果を論文として，学会誌への投稿を完了することを目的として，論文製作に時間をついやすことで，研究結果を広く公表する所存である．

Causes of Carryover

令和2年度は学会の誌上開催，ウェブ開催，海外渡航禁止などの影響から，学会発表に伴う出張費が生じなかった．また，共同研究先であるフィンランド・トゥルク大学や中国・香港大学と予定していた研究会議が行えなかったことや，研究分担者の退職が影響し，学会発表や国際共同研究会議に伴う旅費の低減された結果と考える．令和3年度はCOVID19の影響によってどこまで協力体制を整えられるか不明であり，研究の進行状況が懸念されるが，可能な限り現状でできる対応を行い，研究結果の論文投稿を中心に行うことで対応する．また，昨年予定していた解剖学的形態を有したMRGジルコニアクラウン製作し，圧縮破壊試験を行い，MRGがクラウンの破壊強さに及ぼす影響について，明らかにする所存である．