2013 Fiscal Year Research-status Report
歯の亀裂発生解明のための挙動解析および歯質強化法の開発
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25463021
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| Research Institution | Showa University |
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Principal Investigator |
井上 利志子 昭和大学, 歯学部, 研究補助員 (90398701)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 雅人 昭和大学, 教養部, 准教授 (50277844)
齊藤 誠 昭和大学, 歯学部, 兼任講師 (60420915)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 歯質 / 象牙質 / 歯根 / マイクロＣＴ / 強度特性 / 引張強さ / エナメル象牙境 |
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| Research Abstract |
口腔領域は摂食をはじめとして多くの重要な機能を担っており，歯の強度特性を検討することは重要なことであると思われる．歯は歯冠部分と歯根部分からなり，歯根部での破折は歯冠部とは異なる様相を呈し，重篤な症状になり，抜歯になる可能性も高い．
現在までに歯根破折の解明のため，歯冠部および歯根部における構造等の違いに着目し，研究を進めてきた．すなわち，歯冠部および歯根部における微小硬さおよび弾性率の違いの検討を行ったところ，微小硬さおよび弾性率において違いがみられ，微小硬さにおいて，歯冠部分が歯根部分よりも硬く，弾性率も大きいことを確認することができた．しかしながら，これらは局所的な結果であったため，さらなる詳細な検討を行うことを目的とし，今回、非破壊にてマイクロＣＴによる歯の撮影を行った．撮影データの取得後，ミネラル量の計測およびミネラルの分布の解析を行うことにより，歯冠部および歯根部の構造比較を行った．その結果，歯冠部は歯根部のいかなる部分よりもミネラル量が高いことがわかった．
また，歯冠部においては，象牙質はエナメル質に接している．エナメル質，象牙質はそれぞれ組成が異なっており、エナメル質と象牙質の境界をエナメル象牙境と称するが，エナメル象牙境は歯冠部において重要な構造であることが認識されている．しかしながら，機械的特性についての情報は少ない．そこで，エナメル象牙境部において引張試験を行ったところ，エナメル象牙境部近くのエナメル質が歯冠部において非常に脆弱な部位であることが明らかとなった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
歯は歯冠部と歯根部からなり、歯が破折した際は歯根部の方が重篤な症状になることが多い上に，歯冠部と歯根部では象牙質の構造が同一なものでないため，このデータを歯根部に適用することには問題が多い．さらに，試験片の大きさにより，歯根部では歯軸方向のみ，試験が可能であったため，歯根象牙質の強度の情報は少ない．
今回，マイクロＣＴにより歯の撮影を行い，解析方法を取得することにより，ミネラル量の計測およびミネラルの分布を解析することが可能となった．そこで，歯冠部および歯根部の構造比較を全体的に行うことが可能としたことは意義のあることと考えられる．
今後，歯牙全体における強度試験を行い，過大な強度を歯に及ぼし，人工的に亀裂を発生または破折させた後，マイクロＣＴによる歯の撮影を行い，亀裂および破折の起こりやすい部位の特定を行うことを予定しており，まず，初年度の目的を達成したと考えられる．
現在までに小型試験片を用いて引張試験を行っており，小型試験片は加工機にて作製し，常に一定の形態が得られるようにしている．さらに， 37℃水中で実験を行うことで口腔内をシミュレートしている．この手法を応用して，エナメル象牙境における引張特性の検討を行った．そこで，エナメル象牙境においてはエナメル質において発生した亀裂を止めることが示唆された．したがって，エナメル質および象牙質をとりまく境界領域組織であるエナメル象牙境の強度特性を検討することにより，亀裂の発生および進行状況が明らかになった．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度の実験結果からエナメル象牙境部近くのエナメル質が歯冠部において非常に脆弱な部位であることが明らかとなった．そのうえ象牙質よりもエナメル質において亀裂が発生することが確認された．これらの点を参考にして，これまで行っていなかったエナメル質自体の引張強度特性の評価を行いたいと考えている．さらに，エナメル質の強度試験後，破断面を電子顕微鏡にて詳細な観察を行うことを予定している．破断面観察により，詳細な亀裂の発生および進行状況の解明が期待される．また，現在までに，小型試験片作製および口腔内をシミュレートした水中における試験は可能ではあるが，さらなる小型化に向けて試験片改良の予定も検討している．
また，歯質における象牙質は，歯冠部においてはエナメル質，歯根部においてはセメント質に接している．エナメル質と象牙質の境界をエナメル象牙境，セメント質と象牙質の境界をセメント象牙境と称するが，エナメル質，セメント質の象牙質をとりまく境界領域組織であるエナメル象牙境およびセメント象牙境の強度特性を明らかにすることにより，歯根部における亀裂の発生メカニズムの解明を行うこととする．
すなわち，今年度の歯冠部におけるエナメル象牙境の強度特性の結果を参考として，歯根部におけるセメント象牙境の強度特性，異方性，組成分析を実施し，的確な歯質の構造解析を行う．さらに微小領域の分析と破折機構の関連を追及するために，境界微小領域の微小硬さ測定および組成分析を行い，歯質の部位による差異を検討する．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
現在使用している試料切断機の老朽化が進んでいる．このまま放置した場合，故障または修理不能なまでの状態に陥る可能性も考えられたため，ここで装置のメンテナンス作業を実行することにした．当初は，メンテナンス作業は今年度中に終了する見込みであった．しかしながら，メンテナンス作業において，装置の分解等の詳細な作業を行ったところ，予想以上に老朽化が進行しており，新たな部品との交換作業等も必要になったのだが，一部の部品は海外からの取り寄せとなったことも作業を遅らせる一因となった．以上のことから，作業が予定通りに進行せず，次年度まで作業がかかった．そのため，次年度使用額が生じた．
理由に記載したように，試料切断機のメンテナンス作業，交換部品の費用の使用を予定している．また，試料をさらに精密に切断するため，ダイヤモンドブレードを購入予定である．その他に，強度試験後の破断面の観察を行うための電子顕微鏡のための消耗品，歯質評価のための超微小硬さ測定用試験片作製のための消耗品，試験片小型化のための開発費用を予定している．
さらに，研究成果を学会にて報告する経費として旅費，印刷代を，誌上発表するための経費として論文掲載料，英文校正料を使用予定である．
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Research Products
(3 results)
