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レジンと金属の機械的結合強化法-内部酸化粒子によるスポンジ構造の創製-

Research Project

Project/Area Number 12877319
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field 補綴理工系歯学
Research InstitutionHealth Sciences University of Hokkaido

Principal Investigator

大野 弘機  北海道医療大学, 歯学部, 教授 (70018430)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 遠藤 一彦  北海道医療大学, 歯学部, 助教授 (70168821)
松田 浩一  北海道医療大学, 歯学部, 教授 (20109458)
平井 敏博  北海道医療大学, 歯学部, 教授 (80014273)
金子 寛  北海道医療大学, 歯学部, 助手 (50285532)
Project Period (FY) 2000 – 2002
Project Status Completed (Fiscal Year 2002)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2002: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2001: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2000: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords貴金属合金 / 接着 / 接着性レジン / 4-META / 高温酸化 / 内部酸化 / 機械的結合 / スポンジ構造
Research Abstract

貴金属合金を大気中の高温(700〜800℃)で酸化した場合、Cuが酸化し、外部酸化層(酸化皮膜)と内部酸化層が形成する。高温酸化で形成された内部酸化粒子を酸洗いで除去すると合金表面にミクロなスポンジ構造が形成する。この構造に樹脂を含浸させ、レジンと金属の機械的結合を高めることができる(大野、他:歯科材料・器械17、p108、1998)。内部酸化層の構造は卑金属成分の種類と量によって変化することが明らかになっている。しかし、Cuとともに、InとSnを添加した場合、内部酸化粒子が針状に発達し、酸洗いで充分に除去できないことが判った。これらの結果から、内部酸化と酸洗いを組み合わせてスポンジ構造を合金表面に創製する場合、卑金属成分としてCuのみを含む貴金属合金が適した合金であることが判明した。
そこで本研究では、Au-Pt-Pd-Cu合金について、スポンジ構造の形態変化に及ぼすCuの添加量(10%、20%、30%)の影響を調べた。これらの金合金を大気中で、800℃、1時間加熱し、高温酸化によって内部酸化粒子を形成させた。酸化層の垂直断面を切り出し、鏡面に研磨後、断面をSEN・EPMA(日立、X-650)で分析した。市販の酸洗い液(石福、金・パラクリーナー^【○!R】)を用いて、外部酸化層および内部酸化粒子を溶解した。酸処理後の合金組成をXPS(ESCA-850、島津)で分析した。金属接着プライマーとして、チオリン酸系(METALPRIMER II^<【○!R】>、G-C)を塗布後、接着性レジン(Super-Bond^【○!R】、サンメディカル)を接着させた。同様に断面をSEM・EPMAで分析した。スポンジ構造へのレジンの侵入は顕微レーザラマン分光分析装置(NR-1800,日本分光)で分析した。
その結果、Cuの添加量の増加に伴って、内部酸化粒子の発達が著しくなった。試料の断面をSEMで観察し、酸洗後に内部酸化粒子が完全に除去されていることを確認した。さらに合金表面に形成されたスポンジ構造にレジンが侵入していることを顕微レーザラマン分光分析で確認した。高分子・金属複合構造における結合強さについては、スポンジ構造にレジンを侵入させて重合し、機械的に結合させたのみでは19MPaと低かった。しかし、チオリン酸系の金属接着プライマー(M-Primer II、GC)を併用して、機械的結合と化学的結合を複合させることによって、接着強度は38MPaに向上することが明らかとなった。

Report

(3 results)
  • 2002 Annual Research Report
  • 2001 Annual Research Report
  • 2000 Annual Research Report
  • Research Products

    (20 results)

All Other

All Publications (20 results)

  • [Publications] M.Hashimoto, K.Ohno, M.Kaga, K.Endo, H.Sano, H.Oguchi: "Fractographical analysis of resin-dentin bonds"American Journal of Dentistry. Vol.14, No.6. 335-360 (2001)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] M.Hashimoto, H.Ohno, M.Kaga, H.Sano, K.Endo, H.Oguchi: "The Extent to which Resin can Infiltrate Dentin by Acetone-based Adhesives"Journal of Dental Research. VoL.81, No.1. 74-78 (2001)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] M.Hashimoto, H.Ohno, H.Sano, F.R.Tay, Y.Kudou, H.Oguchi, Y.Araki: "Micromorphological Changes in Resin-Dentin Bonds after 1 Year of Water Storage"DENTAL MATERIALS JOURNAL. 306-311 (2001)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] M.Hashimoto, H.Ohno, M.Kaga, H.Sato, K.Endo, H.Oguchi: "The Extent to which Resin can Infiltrate Dentin by Acetone-based Adhesives"JOURNAL OF DENTAL RESEARCH. Vol.81, No.1. 74-78 (2002)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] 疋田一洋, 舞田健夫, 小林国彦, 田中 収, 藤井健男, 大野弘機, 内山洋一: "CAD/CAMシステムによって製作したコンポジットレジンクラウンの辺縁適合性"歯科材料・器械. Vol.21, No.5. 294-301 (2002)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] 鈴木一臣, 大野弘機, 門磨義則, 倉田茂昭, 西山典宏, 平林 茂, 吉田靖弘: "次世代の硬組織接着材料と技術"歯科材料・器械. Vol.22, No.2. 119 (2003)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] D.Kawahara, H.Ohno: "MATERIALS IN CLINICAL APPLICATIONS VI (COMPARATIVE STUDY OF IMMEDIATELY-LOADED AND LATE-LOADED DENTAL PROTHESIS)"CIMTEC 2002 TECHNA. 457 (2002)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] H.Ohno, K.Endo, M.Hashimoto: "New mechanical retention method for resin and gold alloy bonding"Journal of Dental Research. (in press). (2002)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] M.Iijima, H.Ohno, I.Kawashima, K.Endo, I.Mizoguchi: "Mechanical behavior at different temperatures and stressed for superelastic nickel-titanium orthodontic wires having different transformation temperatures"Dental Materials. 18. 88-93 (2002)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] M.IJijima, H.Ohno, I.Kawashima, K.Endo, W.A.Brantley, I.Mizoguchi: "Micro X-ray diffraction study of superelastic nickel-titanium orthodontic wires at different temperatures and stresses"Biomaterials. 23. 1769-1774 (2002)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] K.Hayashi, Y.Araki, J.Uechi, H.Ohno, I.Mizoguchi: "A novel method for the three-dimensional (3-D) analysis of orthodontic tooth movement -calculation of rotation about and translation along the finite helical axis"Journal of Biomechanics. 35. 45-51 (2002)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] M.Hashimoto, H.Ohno, M.Kaga, K.Endo, H.Sano, H.Oguchi: "Resin-tooth adhesive interfaces after long-term function"American Journal of Dentistry. 14・4. 211-215 (2001)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] M.Hashimoto, H.Ohno, M.Kaga, H.Sano, K.Endo, Y.Araki, M.Kubota, H.Oguchi: "Fractured surface characterization : wet vs.dry bonding"Journal of Dental Research. 80-Special Issue. 529 (2001)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] 大野弘機, 他: "接着の科学"医歯薬出版株式会社(印刷中). (2002)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] H.Ohno,K.Endo,Y.Yamane,I.Kawashima: "XPS Study on the Weakest Zone in the Adhesion Structure between Resin containing 4-META and Precious Metal Alloys Treated with Different Surface Modification Methods"Dental Materials Journal. 20・1(in press). (2000)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Yamane,H.Ohno,K.Endo: "Mechanism of Adhesion Between 4-META Resin and Alloys based on Bolger's Acid-base Interaction"Dental Materials Journal. 20・1(in press). (2000)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] M.Hashimoto,H.Ohno,K.Endo,M.Kaga,H.Sano,H.Oguchi: "The effect of hybrid layer thickness on bond strength : demineralized dentin zone of the hybrid layer "Dental Materials. 16. 406-411 (2000)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] M.Hashimoto,H.Ohno,K.Endon,M.Kaga,H.Sano,H.Oguchi: "In vivo Degradation of Resin-Dentin Bonds in Humans Over 1 to 3 Years"Journal of Dental Research. 79. 1385-1391 (2000)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] 大野弘機: "金属と高分子材料との接着"日本歯科評論. 臨時増刊2000. 238-248 (2000)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] 大野,遠藤,川島,山根,鄭,許: "内部酸化粒子で形成したスポンジ構造による金属・レジン接着の強化法"歯科材料・器械. 19 Special Issue. 129 (2000)

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      2000 Annual Research Report

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Published: 2000-04-01   Modified: 2016-04-21  

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