2021 Fiscal Year Annual Research Report
Novel orthodontic treatment conserving sound enamel - Application of quantum mechanics, coordination chemistry and plasma physics -
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18K09826
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
山方 秀一 北海道大学, 歯学研究院, 助教 (70292034)
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2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | エナメル質 / ランタノイド / ナノ粒子 / 錯体 / 蛍光 / 矯正装置 / 接着 / ボンディング材 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
矯正歯科治療に用いるマルチブラケット装置を撤去する際、目視困難な接着剤を切削除去する必要があるため、歯の表層(エナメル質)の損傷は不可避とされている。当該研究課題では、削除時のみ「見える化」できる蛍光ボンディング材の開発に向け、1)均一沈殿法で合成するユウロピウム賦活イットリア(Y2O3:Eu3+)微粒子の応用、2) Tris(1,3-diphenyl-1,3-propanedionato)(1,10-phenanthroline)Eu(III)の応用という２つの研究ルートを実施した。ベースモノマーには、歯科用レジンで一般的なBis-GMA、UDMA、TEGDMAを用いた。
1)では、まず尿素水溶液濃度と結晶核形成速度およびY2O3:Eu3+微粒子径との関係を検証し、仮説に反して粒子径は濃度の影響をほとんど受けず、蛍光強度は低濃度合成のほうが低くなるという結果を得た。これには、主に格子ひずみが関与したと推測している。光重合型ボンディング材(微粒子含有率1 wt%)の蛍光ピークについては、モノマー混合比によらず同様であることを確認した。さらに、重合体試料の蛍光スペクトル測定は、遡ってモノマー中におけるY2O3:Eu3+微粒子の分散評価にも有用であると結論付けた。
2)では、まず4-META/MMA-TBB系レジンは、DBMの異性化とカスケード遷移の不成立を起こし、蛍光を阻害すると考察した。一方、ジメタクリレートを用いた試作ボンディング材は、すべてEu3+の4f-4f遷移に対応する蛍光ピークを示し、現段階ではEu錯体含有率は0.1 wt%が好適であると結論した。さらに、bisphenol Aの不使用を目指し、UDMA/TEGDMA共重合体について微細気泡含有が蛍光強度に与える影響ならびに強さ特性の改良に向けた有意義な結果を得ることができた。
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