Development of novel 3D-printable resin with mechanical compatibility for denture

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K21068
• Research Institution: Kyushu Dental College
• Principal Investigator: 畑 賢太郎 九州歯科大学, 歯学部, 特別研修員 (20966650)
• Project Period (FY): 2022-08-31 – 2024-03-31
• Keywords: 3Dプリント / 義歯 / 人工歯

Outline of Annual Research Achievements

光硬化型3Dプリントは、従来の技工法やCAD/CAM切削加工法にない特長をもつが、造形できる材料の選択肢が少ないという欠点がある。特に、 義歯床や義歯人工歯用の素材は選択肢がほとんどない。人工歯と床用の素材で色調の違いはあるものの、市販の3Dプリント用素材のほとんどは アクリル系レジン製である。アクリル系レジンは、力学的性質と物理化学的性質が低く、臨床的課題が多く残されている 。そこで本研究では、物理化学的性質と力学的性質に優れた新規3Dプリント素材を開発することを目的とする。
新規3Dプリント用レジンは、シラン処理したシリカフィラーをウレタンジメタクリレート（UDMA）、トリエチレングリコールジメタクリレート（TEGDMA）、光重合開始剤を混合したレジンモノマー液中に分散させることで調整した。このレジンを市販のSLA-3Dプリンターを用いて板状に造形した。造形物の表面に残存した未重合モノマーはイソプロピルアルコールにて超音波洗浄にて取り除き、技工用光重合器にてポストキュアを5分間行うことで完全硬化させた。試料の機械的性質を三点曲げ試験とビッカース硬さ試験にて評価した。
レジンモノマー液に分散させたフィラーは、70wt%までは均一に分散できたが、80wt%では凝集して分散させることができなかった。試料の曲げ強さ、ビッカース硬さ、弾性係数はフィラー含有量とともに増加し、70wt%フィラー添加で最大値を示した。得られた機械的性質は、市販の小臼歯CAD/CAM用コンポジットレジンブロックと同程度であった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

新規3Dプリント用レジンが調製できたが、エナメル質の力学的性質を達成できていない。今後、作製方法を改良することで目標達成を目指す。

Strategy for Future Research Activity

新規レジンの調製方法を改良する。また、力学的性質だけでなく、物理化学的性質や接着性などの諸性質を明らかにし、義歯用材料としての可能性を検討する。

Causes of Carryover

実験消耗品に予算を使用したため高額な機器の購入が次年度となった。機器は次年度の予算にて購入する予定である。