| 研究課題/領域番号 |
20K10081
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分57050:補綴系歯学関連
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| 研究機関 | 鶴見大学 |
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研究代表者 |
大久保 力廣 鶴見大学, 歯学部, 教授 (10223760)
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| 研究分担者 |
新保 秀仁 鶴見大学, 歯学部, 学内講師 (40514401)
鈴木 恭典 鶴見大学, 歯学部, 准教授 (70257335)
栗原 大介 鶴見大学, 歯学部, 学内講師 (70535773)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | トポロジー最適化 / ３D形状データ / CAD / CAE / CAM / 積層造形 / トポロジー最適 / 人工知能 / 最適構造設計法 / デジタルワークフロー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は被験者固有データをもとに口腔内の３D形状データを作成し，CADによる義歯機能を優先したフレームワークの従来型基本設計を行う．その後，被験者固有データ（残存歯分布，咬合力，組織被圧変位量，顎骨の有限要素解析等）のCAE入力し，人工知能（AI）を用いたフレームワークのトポロジー最適化を行う．得られた最適化データをCAMにて出力し，レーザー焼結積層造形によりフレームワークを製作後，補綴装置装着状態を想定した口腔諸組織の有限要素応力分析と補綴装置の力学的検証を行う．
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| 研究成果の概要 |
可撤性有床義歯のフルデジタル製作を目指し，まずは義歯構成要素の中でも特に製作が困難なクラスプと義歯床に関して，臨床応用が可能となる加工条件と実際の維持力や適合精度を確認した．次に，高強度素材を用いた挙上副子と一般的な金属床パーシャルデンチャーのフルデジタル製作を試み，合理的な技工プロセスを探求しながら臨床応用の可能性を検証した．さらに本研究の最終目標であるフレームワークのトポロジー最適化に関しては，最もシンプルな加力計画の基に，CADとCAEを繰り返すことにより最適構造設計を行い，実際にCo-Cr合金粉末を用いてフレームワークを積層造形後，義歯として完成し口腔内に装着した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
義歯の製作をフルデジタルで製作するにあたり，個々の義歯構成要素をデジタル製作による基礎的研究を実施し，最適な製作方法を模索した．その結果，支台装置と義歯床のデジタル製作に関する研究成果を報告した．
デジタル技術を用いた臨床応用に対しては，まず通法では製作困難なグラスファイバー強化型レジンを用いた咬合挙上副子のデジタル製作を行った．また，デジタルワークフローで製作したパーシャルデンチャーの装着とトポロジー最適化によりデジタル製作したオーバーデンチャーの装着を試みた．この結果より，ジェネラティヴデザインとレーザー焼結積層造形を組み合わせたデジタルワークフローの臨床応用への道が開けた．
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