2022 Fiscal Year Annual Research Report
Nanomechanical characterization of enamel obtained from genetically modified mouse for conceptualizing advanced materials
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19K10188
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| Research Institution | Showa University |
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Principal Investigator |
柴田 陽 昭和大学, 歯学部, 教授 (30327936)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 篤 昭和大学, 歯学部, 准教授 (50407558)
荻野 玲奈 (田中玲奈) 昭和大学, 歯学部, 講師 (80585779)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | エナメル質 / ナノインデンテーション / クリープ関数 / 応力ひずみ曲線 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体組織は進化と適応の過程で優れた階層的構造モチーフを獲得している．これを解析し，人工材料にフィードバックすることは新たな歯科材料・先端材料の開発に重要である．しかし規格試験である引張・曲げ試験は生体材料や構造材料に用いることが適当でなく，局所をの材料特性を直接評価できる新たな試験方法の開発が求められている．微小領域の機械特性試験としてはナノインデンテーション法が以前から知られている．これは応力ひずみ特性における初期のコンタクトメカニクスである弾性係数を議論することができる一方で，バルク試験における最大強度，破壊抵抗性などの情報を獲得することはできない．球状圧子を用いたナノインデンテーション法では，材料表面への接触直後から応力場を制御しやすい．すなわち接触直後では弾性変形を生じ，荷重上昇に伴い塑性変形を発生する．このため理論上局所の応力ひずみ曲線から降伏点強度を議論することができるようになった．ヒトの永久歯は一生涯を通じて機能できる優れた構造モチーフから構成されている．歯の優れた耐久性はエナメルタンパクやコラーゲンタンパクなどの有機質による時間依存特性が深く関与していると考えられる．令和4年度の研究では歯質のクリープカーブに粘弾性モデルの時間積分関数をフィットさせることにより，これら有機成分の粘弾性パラメーターを数値化することに成功した．一連の研究成果から，歯や骨などの硬組織だけでなく軟組織機械特性・時間依存特性も粘弾性モデルによって表現することも可能となり，生物学や病理学分野への波及効果も考えられる．
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Research Products
(9 results)
