| 研究課題/領域番号 |
21K10026
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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 | 明海大学 |
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研究代表者 |
三浦 賞子 明海大学, 歯学部, 准教授 (60431590)
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| 研究分担者 |
藤澤 政紀 明海大学, 歯学部, 教授 (00209040)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (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)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | additive manufacturing / 付加製造 / 3Dプリンタ / ジルコニア / 低温劣化 / 積層造形 / 3Dプリンター / ジルコニアペースト / 造形方向 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
付加造形法（3D Printing）の歯科応用は，コバルトクロム金属粉末を用いた全部金属冠やクラスプ，金属床などの応用が始まっているが，メタルフリー修復への期待がかかる歯冠色材料への応用は進んでいない．さらに，造形方向の違いが物性に及ぼす影響や造形精度，色調再現などの検討を行った報告は見当たらない．また，ジルコニアの色調は白色であるため，審美性に優れているとはいえない．したがって，本申請課題によって，造形精度や色調再現性を明らかにし，長期安定した付加造形法によるジルコニア補綴装置の製作方法を確立を目指すことを目的とする．
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| 研究実績の概要 |
これまでは，付加製造法にて製作したジルコニアの機械的性質は，造形方向の異方性によって曲げ強さに影響を及ぼすことを報告した．しかしながら，ジルコニア特有の低温劣化（low-temperature degradation, 以下: LTD）と造形方向の異方性との関連ついては明らかになっていない．2022度は，LTDが付加製造したジルコニアの機械的性質に及ぼす影響について検討した．
試験片は，ジルコニアセラミックスペースト（3DMIX, ZrO2, Sinto3DCeram）を使用し，液層光重合方式によるセラミックス3Dプリンター（Ceramaker C900, Sinto3DCeram）にて製作した．試験片のデータの配置は，造形方向に対して平行（0°），斜め（45°），垂直（90°）と設定し，それぞれの異なる積層方向にて製作された試験片について以下の試験を行った．曲げ強さおよび曲げ弾性率の試験方法は，ISO 6872:2015に準じて三点曲げ試験を行い，試験により得られた応力―ひずみ曲線から直線部分の傾きを求め，曲げ弾性係数を算出した．ビッカース硬さ試験片は，ビッカース硬度計（AK15，明石）を用いて，荷重20 kg（196 N），負荷時間10秒の条件にてビッカース硬さを算出した．破壊靭性値は，ビッカース硬さ試験の結果から，Niiharaの式より算出した．加速劣化試験（LTD）は，ISO 13356:2015に準じて行った．
各試験の結果，曲げ強さでは，造形方向に対して垂直に積層した場合が，最も高い数値であったが，曲げ弾性率，ビッカース硬さおよび破壊靭性値では，造形方向の違いによる測定値に大きな差はみられなかった．本実験結果から，LTDは付加製造ジルコニアの機械的物性への影響は極めて小さいと考えられる．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
これまで研究は，造形方向の違いによる曲げ強さ，曲げ弾性率，ビッカース硬さ，破壊靭性などの機械的性質に加え，接着性レジンセメントとの接着せん断強さ試験を実施した．接着せん断試験については，現在サーマルサイクリングの条件設定での実験を遂行している状態であり，来年度の成果発表に向けて準備は整っている．しかしながら，今年度は臨床形態のクラウンの精度検討も予定していたが，試料製作の設計に時間を要したため，やや進捗が遅れている．
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| 今後の研究の推進方策 |
造形方向を3方向（0°、45°、90°）に設定したクラウン形態の試料製作を行い，造形方向の違いが適合精度や破折強度に及ぼす影響について検討を行う。これらの結果から，クラウンの製作に最適な造形方向の探索を行う．クラウンの外径、内径および深さについて、3D点群データ評価用ソフトウエア（GOM Inspect, GOM）を用いて測定し、その寸法と設計値を比較する。造形する方向の違いが造形精度に及ぼす影響について明らかにする．また，実測値と設計値に差が生じる場合，その寸法変化の補償を行うようSTLデータについて拡大および縮小の編集を加えて再度製作し，その変化を補償するための最も良い条件を明らかにする．
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