マイクロアクチュエータを用いたコンピュータ制御による次世代歯科矯正装置の開発

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22659374
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 内野 夏子 東京大学, 医学部附属病院, 特任臨床医 (30569637)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森田 剛 東京大学, 新領域創成科学研究科, 准教授 (60344735) ; 末永 英之 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (10396731) ; 大久保 和美 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (10396715) ; 長濱 浩平 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (60401361) ; 高橋 直子 東京大学, 医学部附属病院, 特任臨床医 (10569635)
• Keywords: マイクロマシン / 歯科矯正

Research Abstract

アクチュエータの新材料の出現や加工法の発展により、既存の材料では満たすことができない要求が実現されつつある。本研究は、最新のマイクロアクチュエータを導入して、コンピュータ制御による科学的根拠に基づいた客観的かつ定量的な次世代型の矯正装置を開発することにより、予知性・安全性の高い矯正治療を開拓することを目的としている。新しい歯科矯正学の展開には、電気・電子・化学・物理・材料・バイオなどの学際的な基盤技術体系を構築することが必要と思われる。本研究により開発された矯正装置から生じる作用・反作用の分布の変化を制御すると同時に、データベース化を行ない、3次元セファログラムやコンピューターシミュレーションによる有限要素解析などと統合して次世代の歯科矯正治療を開拓する。
本年度は、アクチュエータを用いた体内埋込型の骨延長装置を開発した。従来の骨延長器のように、延長器を体外に交通させ、シャフトで操作するのではなく、外部磁場コイルを複数用いることによって、非接触で揺動運動を制御し、それに伴って回転運動を作り出し、最後にその回転運動をねじ送り機構によってリニア駆動に変換する装置とした。外歯車と内歯車よる減速機構を構成し、並進揺動運動を行わせる内歯車を強磁性体で作成した。移動量の設定のみならず、移動トルクの変化量、モーメントの分散方向なども解析して、トルクと駆動軸出力の関係や有限要素法を用いたシミュレーションによる移動の予測を行う予定である。