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エナメル質と同等の硬さをもち、3Dプリント可能な素材の開発と歯冠修復物への応用

研究課題

研究課題/領域番号 20K21685
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分57:口腔科学およびその関連分野
研究機関九州歯科大学

研究代表者

池田 弘  九州歯科大学, 歯学部, 准教授 (80621599)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
キーワード3Dプリント / 積層造形 / 付加造形 / エナメル質 / 生体模倣 / 歯冠修復 / クラウン / 機械的性質 / 歯冠修復物 / 生態模倣 / 複合材料
研究開始時の研究の概要

金属、セラミックス、複合材料などの既存の歯科材料において、エナメル質と力学的性質もつ実用材料はない。一方、3Dプリント(積層造形)は、造形物の形状任意性に優れることから、次世代の歯冠修復物の作製方法として有望である。そこで本研究では、独自開発した技術をもとに3Dプリント可能なエナメル質と同等の硬さをもつ新素材を創製し、新規歯冠修復物を開発する。

研究成果の概要

本研究の目的はエナメル質と同じ硬さをもつ3Dプリント冠の創製である。シリカナノ粒子を含有する3Dプリント用前駆体溶液を調製し、ステレオリソグラフィー方式の3Dプリンタを用いて前駆体溶液を積層造形した.得られた造形物を焼成し、レジンを含浸・加熱重合させることによってポリマー含浸セラミックスの3Dプリント冠を得た。新規材料の機械的性質を調べたところ、新規複合材料はエナメル質と同等のビッカース硬さと象牙質と同等の弾性係数を示した。また、物理化学的性質も口腔内で使用な値を示した。新規3Dプリント冠は歯冠修復物として有望であることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

新しく開発した3Dプリント冠は、エナメル質や象牙質などの歯質に近い物性をもつ。このような材料はこれまで報告されていない。新規3Dプリント冠は新しい修復用材料として期待できる。優れた特徴を活用できれば、金銀パラジウム合金の代替材料となる可能性があると考えられる。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Castable polymer-infiltrated ceramic network composite for training model tooth with compatible machinability to human enamel2022

    • 著者名/発表者名
      TOKUNAGA Jumpei、IKEDA Hiroshi、NAGAMATSU Yuki、AWANO Shuji、SHIMIZU Hiroshi
    • 雑誌名

      Dental Materials Journal

      巻: 41 号: 4 ページ: 520-526

    • DOI

      10.4012/dmj.2021-299

    • ISSN
      0287-4547, 1881-1361
    • 年月日
      2022-07-25
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Wear of Polymer-Infiltrated Ceramic Network Materials against Enamel2022

    • 著者名/発表者名
      Tokunaga Jumpei、Ikeda Hiroshi、Nagamatsu Yuki、Awano Shuji、Shimizu Hiroshi
    • 雑誌名

      Materials

      巻: 15 号: 7 ページ: 2435-2435

    • DOI

      10.3390/ma15072435

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Dental Poly(methyl methacrylate)-Based Resin Containing a Nanoporous Silica Filler2022

    • 著者名/発表者名
      Hata Kentaro、Ikeda Hiroshi、Nagamatsu Yuki、Masaki Chihiro、Hosokawa Ryuji、Shimizu Hiroshi
    • 雑誌名

      Journal of Functional Biomaterials

      巻: 13 号: 1 ページ: 32-32

    • DOI

      10.3390/jfb13010032

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Printable PICN Composite Mechanically Compatible with Human Teeth2021

    • 著者名/発表者名
      Sodeyama M.K.、Ikeda H.、Nagamatsu Y.、Masaki C.、Hosokawa R.、Shimizu H.
    • 雑誌名

      Journal of Dental Research

      巻: 100 号: 13 ページ: 1475-1481

    • DOI

      10.1177/00220345211012930

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] PICN Nanocomposite as Dental CAD/CAM Block Comparable to Human Tooth in Terms of Hardness and Flexural Modulus2021

    • 著者名/発表者名
      Kawajiri Yohei、Ikeda Hiroshi、Nagamatsu Yuki、Masaki Chihiro、Hosokawa Ryuji、Shimizu Hiroshi
    • 雑誌名

      Materials

      巻: 14 号: 5 ページ: 1182-1182

    • DOI

      10.3390/ma14051182

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 歯質と同じ機械的性質をもつCAD/CAMブロックの作製2021

    • 著者名/発表者名
      池田弘、永松有紀、清水博史
    • 学会等名
      日本歯科理工学会 春期第77回学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] エナメル質と同じ硬さをもつ新規CAD/CAMブロックの創製2021

    • 著者名/発表者名
      池田弘、永松有紀、清水博史
    • 学会等名
      第24回日本歯科医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] デジタル造形技術に適用する力学的生体適合性をもつ修復材料の創製2020

    • 著者名/発表者名
      池田弘
    • 学会等名
      第76 回日本歯科理工学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] エナメル質と同じ硬さをもつ積層造形法用新材料の創製と歯冠修復物の作製2020

    • 著者名/発表者名
      袖山美奈子
    • 学会等名
      日本補綴歯科学会第129回学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] エナメル質と同じ硬さをもつ積層造形用新規材料の開発と歯冠修復物への応用2020

    • 著者名/発表者名
      袖山美奈子
    • 学会等名
      第76回日本歯科理工学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 3Dプリント可能なエナメル質と同じ硬さをもつ新規歯冠修復物の開発2020

    • 著者名/発表者名
      袖山美奈子
    • 学会等名
      日本補綴歯科学会九州支部学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2023-01-30  

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