2015 Fiscal Year Annual Research Report
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26670831
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
水口 俊介 東京医科歯科大学, 医歯(薬)学総合研究科, 教授 (30219688)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 佑介 東京医科歯科大学, 医歯(薬)学総合研究科, 助教 (10451957)
金澤 学 東京医科歯科大学, 医歯(薬)学総合研究科, 助教 (80431922)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 数値シミュレーション / 3次元モデル / ＳＰＨ法 / メッシュレス解析 / 粘弾性解析プログラム / 義歯安定剤 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
咀嚼機能時に、食塊や人工歯を介して、義歯に加わる力やそれによる義歯の変位を、粘膜との間の滑りの要素も含め解析し、最も義歯の変位が小さくなるデザインを数値シミュレーションの手法により明らかにするため，無歯顎患者の顎堤や周囲軟組織の形態を、数値解析可能な3次元モデルに構築し，新たな数値解析の手法であるメッシュレス解析すなわちＳＰＨ法(Smoothed Particle Hydrodynamics Method)により義歯との力学的関係を解析するものである。ＳＰＨ法は従来のＦＥＭのような多面体要素の中の節点間の関係を数式化するのではなく，要素を球形のボクセルとして扱い、そのボクセル間の力学的関係をさまざまに設定し，モデル化するものである（粒子法とも呼ばれる）。構造物の運動が粒子の運動によって表わされるため、界面の大変形のみならずその位相まで変化する場合にも適用することができ、弱い圧力で大きく変形する軟組織や食塊の変形の解析のような大変形問題，唾液による軟組織と義歯との間に生じる滑りの問題が同時に存在する口腔内と義歯との関係を解析するには，本法がＦＥＭより優れていると考えられる。本研究ではSPH法による高次の力学モデルを適用した粘弾性解析プログラムを開発し、密着タイプ義歯安定剤の不適切な使用により、咬合関係と粘膜にどのような影響を及ぼすのかを数値的に探った。過去よりFEMで口腔粘膜の粘弾性計算に利用されてきた, 一般化voigtモデルを用いてSPH法粘弾性計算プログラムを作製した. シミュレーションモデルの口腔粘膜とHRについては粘弾性計算を行い, 義歯と上顎骨については弾性計算を行った. また, HRに大変形理論を使用し, その他の材料については微小変形理論を使用した. x, y軸方向の義歯の偏位と, 全ての材料についての応力とひずみをタイムステップ毎に動的解析した.
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