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積層造形を応用した理想的な表面形状を持つ次世代ジルコニアインプラントの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K10241
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分57050:補綴系歯学関連
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

猪越 正直  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 准教授 (90753715)

研究分担者 野崎 浩佑  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 講師 (00507767)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードジルコニア / インプラント / 積層造形 / 付加製造 / 骨芽細胞様細胞 / 二軸曲げ強さ / 骨形成能 / 結晶構造解析 / アルミナ強化ジルコニア / 微細構造解析 / 元素分析 / 生体活性 / 機械的強度 / Weibull分析 / X線回折 / 表面処理 / 生体適合性
研究開始時の研究の概要

本研究では、三次元造形(積層造形)を応用したジルコニア作製に最適な条件を解明し、それを基にジルコニア製インプラントを試作する。その後、ジルコニアインプラント体の表面形状が骨形成に与える影響といった生体適合性を評価することで、今まで全く明らかとなっていない積層造形によるジルコニアインプラントの性能について多角的な指標を用いて評価することを目指す。

研究成果の概要

本研究では、積層造形したジルコニアの物性と骨形成能を評価し、ジルコニアインプラントに最適な表面形状を解明することを目的とした。物性について、積層造形ジルコニアの二軸曲げ強さは、従来法で製作したジルコニアのそれとほぼ同等であった。一方で、骨形成能について、積層造形ジルコニアはチタンと同等の細胞増殖能を示し、チタンと同等かそれ以上の分化能を示した。以上から、積層造形ジルコニアはインプラント材料として有用である可能性が示唆された。今後は、積層造形ジルコニアの生体活性を高めるような表面形状や表面性状を検討する予定である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

歯科において、ジルコニアは切削加工にて製作される場合がほとんどであり、積層造形を歯科用ジルコニアインプラント製作に応用するための体系的な研究はほとんどなされていなかった。そのため、本研究にて得られた積層造形ジルコニアの基本的物性や生体適合性に関する情報は高い独自性を有し、有意義な情報となる。また、ジルコニアの積層造形法をジルコニア製補綴装置製作に応用すれば、一度に同時に大量の補綴装置を製作することが可能となるため、省力化につながり、歯科治療における医療経済的なメリットも大きい可能性がある。さらには、整形外科領域のジルコニア性人工関節への応用といった、医科他領域への波及効果を見込むことが出来る。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 6件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 8件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] KU Leuven (University of leuven)(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] KU Leuven (University of Leuven)(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] KU Leuven (University of Leuven)(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] KU Leuven (University of Leuven)(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Layer characteristics in strength-gradient multilayered yttria-stabilized zirconia2023

    • 著者名/発表者名
      Inokoshi Masanao、Liu Hengyi、Yoshihara Kumiko、Yamamoto Mao、Tonprasong Watcharapong、Benino Yasuhiko、Minakuchi Shunsuke、Vleugels Jef、Van Meerbeek Bart、Zhang Fei
    • 雑誌名

      Dental Materials

      巻: 39 号: 4 ページ: 430-441

    • DOI

      10.1016/j.dental.2023.03.015

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Influence of high-speed sintering protocols on translucency, mechanical properties, microstructure, crystallography, and low-temperature degradation of highly translucent zirconia2022

    • 著者名/発表者名
      Liu Hengyi、Inokoshi Masanao、Nozaki Kosuke、Shimizubata Makoto、Nakai Hiroto、Cho Too Thaw Di、Minakuchi Shunsuke
    • 雑誌名

      Dental Materials

      巻: 38 号: 2 ページ: 451-468

    • DOI

      10.1016/j.dental.2021.12.028

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Osteoblast Response of Additively Manufactured Zirconia and Alumina-Toughened Zirconia2022

    • 著者名/発表者名
      Nakai Hiroto、Inokoshi Masanao、Nozaki Kosuke、Yoshihara Kumiko、Matsukawa Akihiro、Nagaoka Noriyuki、Tonprasong Watcharapong、Minakuchi Shunsuke
    • 雑誌名

      Materials

      巻: 15 号: 23 ページ: 8685-8685

    • DOI

      10.3390/ma15238685

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mechanical properties-translucency-microstructure relationships in commercial monolayer and multilayer monolithic zirconia ceramics2022

    • 著者名/発表者名
      Cokic Stevan M.、Condor Mar、Vleugels Jef、Meerbeek Bart Van、Oosterwyck Hans Van、Inokoshi Masanao、Zhang Fei
    • 雑誌名

      Dental Materials

      巻: 38 号: 5 ページ: 797-810

    • DOI

      10.1016/j.dental.2022.04.011

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 3D printed zirconia dental implants with integrated directional surface pores combine mechanical strength with favorable osteoblast response2022

    • 著者名/発表者名
      Zhang Fei、Spies Benedikt C.、Willems Evita、Inokoshi Masanao、Wesemann Christian、Cokic Stevan M.、Hache Benedikt、Kohal Ralf J.、Altmann Brigitte、Vleugels Jef、Van Meerbeek Bart、Rabel Kerstin
    • 雑誌名

      Acta Biomaterialia

      巻: 150 ページ: 427-441

    • DOI

      10.1016/j.actbio.2022.07.030

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] ジルコニア:マテリアルサイエンスから見た最新のエビデンス2022

    • 著者名/発表者名
      猪越正直, 水口俊介
    • 雑誌名

      日本補綴歯科学会誌

      巻: 14 号: 2 ページ: 124-130

    • DOI

      10.2186/ajps.14.124

    • ISSN
      1883-4426, 1883-6860
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Influence of sintering conditions on translucency, biaxial flexural strength, microstructure, and low-temperature degradation of highly translucent dental zirconia2021

    • 著者名/発表者名
      TOO Thaw Di CHO、INOKOSHI Masanao、NOZAKI Kosuke、SHIMIZUBATA Makoto、NAKAI Hiroto、LIU Hengyi、MINAKUCHI Shunsuke
    • 雑誌名

      Dental Materials Journal

      巻: 40 号: 6 ページ: 1320-1328

    • DOI

      10.4012/dmj.2020-448

    • NAID

      130008123595

    • ISSN
      0287-4547, 1881-1361
    • 年月日
      2021-11-25
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Additively Manufactured Zirconia for Dental Applications2021

    • 著者名/発表者名
      Nakai Hiroto、Inokoshi Masanao、Nozaki Kosuke、Komatsu Keiji、Kamijo Shingo、Liu Hengyi、Shimizubata Makoto、Minakuchi Shunsuke、Van Meerbeek Bart、Vleugels Jef、Zhang Fei
    • 雑誌名

      Materials

      巻: 14 号: 13 ページ: 3694-3694

    • DOI

      10.3390/ma14133694

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Impact of sandblasting on the flexural strength of highly translucent zirconia2021

    • 著者名/発表者名
      Inokoshi M, Shimizubata M, Nozaki K, Takagaki T, Yoshihara K, Minakuchi S, Vleugels J, Van Meerbeek B, Zhang F
    • 雑誌名

      J Mech Behav Biomed Mater

      巻: 115 ページ: 104268-104268

    • DOI

      10.1016/j.jmbbm.2020.104268

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Initial curing characteristics of composite cements under ceramic restorations2020

    • 著者名/発表者名
      Inokoshi M, Nozaki K, Takagaki T, Okazaki Y, Yoshihara K, Minakucvhi S, Van Meerbeek B.
    • 雑誌名

      J Prosthodont Res

      巻: -

    • NAID

      130007990326

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Cell viability and osteogenic ability of additively manufactured zirconia2022

    • 著者名/発表者名
      Nakai H, Inokoshi M, Nozaki K, Minakuchi S
    • 学会等名
      International Dental Materials Congress 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparison of four-point and biaxial flexural strength for strength-gradient yttria-stabilized zirconia.2022

    • 著者名/発表者名
      Inokoshi M, Nakai H, Minakuchi S
    • 学会等名
      International Dental Materials Congress 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Long-Term low-Temperature Degradation Behavior of High-Speed Sintered Zirconia2021

    • 著者名/発表者名
      Liu H, Inokoshi M, Nozaki K, Shimizubata M, Nakai H, Cho Too TD, Minakuchi S
    • 学会等名
      2021 CED-IADR/NOF Oral Health Research congress
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Crystallography and Flexural Strength of Multi-Layered Highly Translucent Zirconia2021

    • 著者名/発表者名
      Inokoshi M, Liu H, Shimizubata M, Nozaki K, Minakuchi S
    • 学会等名
      2021 CED-IADR/NOF Oral Health Research congress
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Zirconia ceramics - aesthetic, strong and aging resistant restorative materials2021

    • 著者名/発表者名
      Inokoshi M
    • 学会等名
      19th Biennial Meeting of the ICP
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Effect of high-speed sintering protocols on the microstructure of highly translucent zirconia2021

    • 著者名/発表者名
      Liu H, Inokoshi M, Nakai H, Minakuchi S
    • 学会等名
      第78回日本歯科理工学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 付加製造ジルコニアの粒径分布解析2021

    • 著者名/発表者名
      中井啓人, 猪越正直, 劉 恒毅, 水口俊介
    • 学会等名
      第78回日本歯科理工学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 高透光型ジルコニアの高速焼成が曲げ強さに与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      劉 恒毅, 猪越正直, 野崎浩佑, 清水畑誠 , 中井啓人, 水口俊介
    • 学会等名
      日本補綴歯科学会第130回記念学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ジルコニア: マテリアルサイエンスから見た最新のエビデンス2021

    • 著者名/発表者名
      猪越正直
    • 学会等名
      日本補綴歯科学会第130回記念学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Crystallography and flexural strength of additive manufactured zirconia2020

    • 著者名/発表者名
      Nakai H, Inokoshi M, Nozaki K, Kamijo S, Shimizubata M, Liu H, Minakuchi S
    • 学会等名
      The 7th Biennial Joint Congress of JPS-CPS-KAP
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Translucency and crystallography of speed-sintered highly translucent dental zirconia2020

    • 著者名/発表者名
      Liu H, Inokoshi M, Nozaki K, Shimizubata M, Nakai H, Thaw Di CT, Minakuchi S
    • 学会等名
      The 7th Biennial Joint Congress of JPS-CPS-KAP
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 積層造形を応用したジルコニアの結晶構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      中井啓人, 猪越正直, 野崎浩佑, 水口俊介
    • 学会等名
      日本補綴歯科学会 東京支部総会・第23回学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of glass-beads blasting on bonding performance of super-translucent zirconia2019

    • 著者名/発表者名
      Khanlar LN, Takagaki T, Inokoshi M, Ikeda M, Takahashi A, Yoshihara K, Nagaoka N, Nikaido T, Tagami J
    • 学会等名
      ConsAsia 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Influence of sintering conditions on translucency of highly translucent dental zirconia2019

    • 著者名/発表者名
      Thaw Di CT, Inokoshi M, Nozaki K, Minakuchi S
    • 学会等名
      第74回日本歯科理工学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Translucency, flexural strength and aging behavior of highly translucent zirconia2019

    • 著者名/発表者名
      Inokoshi M, Zhang F, Nozaki K, Shimizu H, Vleugels J, Van Meerbeek B, Minakuchi S
    • 学会等名
      97th General Session & Exhibition of the IADR
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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