Development of wearable real-time occlusal force measurement method using electrostatic induction power generation sheet

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K09969
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 57050:Prosthodontics-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Yoda Nobuhiro 東北大学, 歯学研究科, 教授 (20451601)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐々木 啓一 東北大学, 歯学研究科, 非常勤講師 (30178644) ; 土方 亘 東京工業大学, 工学院, 准教授 (30618947) ; 伊藤 浩之 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (40451992)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 咬合力 / ブラキシズム / 静電誘導 / 発電シート

Outline of Final Research Achievements

The force sensing device used in the occlusal force measuring device developed in this research uses an electrostatic induction type power generation sheet. When a constant load was applied at a certain frequency to the PET resin in which the sheet was embedded, a good correlation between the load force and the sensor output was found. Furthermore, we verified the output using thin PET resin to ensure the comfort of wearing the device in the oral cavity. We found that sufficient output was obtained even with PET resin 0.5 mm thick. Appropriate output was also confirmed in the oral cavity temperature environment. When a measuring device molded into a mouthguard shape was applied in the oral cavity, stable output was obtained during tapping and clenching movements, demonstrating its validity as an occlusal force measuring device.

Free Research Field

歯科補綴学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

「咬合力」は口腔の健康を示す重要な生体情報の一つである。たとえば、最大咬合力の低下が将来的なフレイルのリスクを高めることが指摘されており、本装置により日常的に発揮される咬合力をモニタリングすることは，フレイル予防の観点においても重要な情報を提供する。また、過大な咬合力負荷により歯列や顎骨へのダメージを与えうるブラキシズムに対してもモニタリング可能であり、マウスガードによる歯列へのダメージを減らすなどの対症療法効果のみならず、効率的な認知行動療法の実践に大きく貢献することが期待される。