ヒト顎骨と歯牙の局所的ヤング率測定と機能時の応力解析について

• 研究課題/領域番号: 05221231
• 研究種目: 重点領域研究
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 東京歯科大学
• 研究代表者: 井出 吉信 東京歯科大学, 歯学部, 教授 (20103377)
• 研究期間 (年度): 1993
• 研究課題ステータス: 完了 (1993年度)
• 配分額: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円); 1993年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
• キーワード: バイオメカニクス / 下顎骨 / ヤング率 / 緻密骨 / 曲げ試験 / 異方性 / 微小骨

研究概要

支点間距離4mmの3点曲げ試験装置および制御・測定用プログラムを製作し、微小試験片を採取・整形する方法を開発し、下顎骨の局所的ヤング率を測定したところ、以下のことがわかった。
下顎下縁と平行な方向のヤング率は部位によって異なり、第一大臼歯の下部で最大、前歯部から小臼歯部の上部で最小であった。各領域では、歯槽部に近い部位は小さく、下顎下縁に近い部位は大きいという傾向があった。前歯部、小臼歯部のヤング率は、下顎下縁と平行方向で最大、下顎下縁と直角方向で最小であった。ヤング率には明らかな異方性があり、下顎下縁方向に強化主軸を持つと仮定した1方向繊維強化複合材料の理論値と近似する性質を示した。大臼歯部のヤング率は、下顎下縁と平行方向および15°方向で最大、下顎下縁と直角方向で最小であった。ヤング率には明らかな異方性があったが、下顎下縁方向に強化主軸を持つと仮定した1方向繊維強化複合材料の理論値と比較すると、下顎枝前縁に相当する30°から60°方向の値が大きかった。下顎枝部のヤング率は、120°と0°方向で2つのピークを示し、45°および60°方向で最小であった。ヤング率には明らかな異方性があったが、下顎下縁方向に強化主軸を持つと仮定した1方向繊維強化複合材料の理論値とは異なる傾向を示し、下顎下縁および下顎枝後縁に沿った方向で大きく、下顎角を二分する方向で小さかった。乾燥骨と浸潤骨を測定領域毎に比較すると、異方性に関しては同様の傾向を示したが、ヤング率の値は乾燥骨が湿潤骨に対して1.12〜1.31倍大きかった。
小児下顎骨のヤング率ならびにヤング率と組織構造の関係については、現在測定および観察を続行中である。