Application of smart cement for fixed cement implant

• Project/Area Number: 20K10036
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 57050:Prosthodontics-related
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: KAWANO Fumiaki 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 教授 (60195120)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 関根 一光 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 准教授 (50447182)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 通電剥離型セメント / イオン液体 / 口腔内環境 / イオンの溶出 / サーマルサイクル / 生理食塩水 / イオン溶液 / スマートセメント / グラスアイオノマーセメント / せん断接着試験 / 低減率 / 通電 / 歯科用セメント / サーマルサイクル試験 / 耐久性 / レジン添加型グラスアイオノマーセメント / セメント固定式インプラント / 押し出し試験 / チタン

Outline of Research at the Start

本研究の課題は、必要に応じて補綴装置を破壊せずに簡単に除去できるセメントを開発することである。これまでにイオン液体（室温で液体であるイオン結合性物質）を添加したレジン添加型グラスアイオノマーセメントの接着強さが通電により約10％まで低下しうることを見出している。補綴装置を取り外しできることは、患者の歯周組織の保全、補綴装置の除去による様々なトラブルの回避につながるため、このセメントは種々の固定制補綴装置への応用が可能と考えられる。本研究ではセメント固定式インプラントの合着に焦点をあて、その有効性を評価し、現在、開発中のスマートセメントの接着強さと耐久性の向上を図る。

Outline of Final Research Achievements

We have developed a 'current-removable cement', which can be easily removed by applying an electric current to a cemented implant superstructure. In this study, this cement was stored in a simulated oral environment and changes in bond strength were investigated when an electric current was applied. The initial bond strength of the prototype cement increased after 2500 and 5000 thermocycles. The bond strength of the prototype cement after current application reached a maximum after 2500 thermocycles. The difference in bond strength before and after the application of current became smaller.
No decrease in bond strength due to the application of current to the cement was observed after 1000 thermocycles. These results suggest that the absorption of ionic liquids in the cement affects the cement removal effect of the application of current to the prototype cement.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

開発を進めている通電剥離型セメントは、セメント基材にイオン液体を練和することで電流を流すことにより、セメント本体が破壊され、剥離効果が得られるように設計されている。基材として用いたレジン添加型グラスアイオノマーセメントは、親水性の硬化反応を示すことから、添加したイオンの溶出が懸念され、口腔内の厳しい環境下では剥離効果の維持が課題となる。「蒸留水中では剥離効果の維持される」との報告があるが、より厳しい口腔内環境では添加したイオン溶液の溶出による剥離効果の減少が認められたが、限られた期間の利用であれば、剥離効果が維持できることが分かり、テンポラリーセメントとして利用可能であることが示された。