Development of novel CAD/CAM composite block with highly bonding property and mechanical properties of human teeth

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21K21093
• Research Institution: Kyushu Dental College
• Principal Investigator: 矢野 良佳 九州歯科大学, その他部局等, 特別研修員 (10911050)
• Project Period (FY): 2021-08-30 – 2023-03-31
• Keywords: CAD/CAM / エナメル質 / 接着

Outline of Annual Research Achievements

既存のCAD/CAM冠用コンポジットレジンは従来型コンポジットレジンより優れた諸性質をもつものの、力学的性質と接着性の改善が必要と考えられる。そこで本研究では、歯質と同じ力学的性質と高い接着性を兼ね備えた次世代CAD/CAMブロック素材の開発を目的とした。本研究では、シリカ骨格からなる共連続構造をもつポリマー含浸セラミックスに着目し、新しい材料の作製に取り組んだ。
まず、シリカとポリヒドロキシメチルメタクリレート(PHEMA)からなるポリマー含浸セラミックスの作製を行なった。ナノシリカの懸濁液を乾燥させた後、950°Cで焼成することで多孔質シリカを得た。この多孔質シリカに対し、HEMAとエチレングリコールジメタクリレート(EGDMA)および過酸化ベンゾイルを含むモノマー溶液を含浸・重合することでブロック状のポリマー含浸セラミックス（SiO2/PHEMA）を得た。SiO2/PHEMAはレジンセメントに対する高い接着性と象牙質に近い弾性係数を示した。次に、ジルコニア骨格をもつポリマー含浸セラミックスの作製に取り組んだ。種々の作製方法を検討した結果、ジルコニアナノ粒子を懸濁させたスラリーを用いてジルコニア多孔体を作製し、細孔内にウレタンジメタクリレート（UDMA）とトリエチレングリコールジメタクリレート（TEGDMA）の混合モノマーを含浸・重合させることでジルコニアとUDMA/TEGDMAの共連続構造をもつポリマー含浸セラミックス（ZrO2/UDMA）が作製できた。作製したZrO2/UDMAは、エナメル質に近い硬さと弾性係数をもつことが示された。本研究にて新たに開発したSiO2/PHEMAおよびZrO2/UDMAは新規CAD/CAM材料として期待できると考えられる。