| 研究課題/領域番号 |
21K17014
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分57040:口腔再生医学および歯科医用工学関連
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| 研究機関 | 日本歯科大学 |
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研究代表者 |
石田 祥己 日本歯科大学, 生命歯学部, 講師 (50779923)
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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 |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | チタン / 付加製造 / CAD/CAM / 歯科 / SLM / 付加造形 / 3Dプリンター / 純チタン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
純チタン粉末を用いた付加造形を、補綴装置の製作へ応用することを目的に、表面性状試験、引張試験および表面硬さ試験を行って機械的性質を調べる。また、耐蝕性の評価として、硫化ナトリウム溶液と乳酸溶液に試験片を浸漬する腐蝕試験を行う。なお、造形方向がそれら性質に及ぼす影響についても明らかにするため、造形方向に対して、垂直（0°）、斜め（45°）、平行（90°）にデータを配置し、試験片を造形する。比較対象として、鋳造法にて試験片を作製し、結果を比較する。また、造形精度を明らかにするために、全部金属冠を模した円柱状の試験片を造形して寸法を測定し、設計値と比較し、その変化を補償する条件を検討する。
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| 研究実績の概要 |
主なチタンの加工方法である鋳造は、チタンの溶融温度が高く、雰囲気の調整が必要であることから、特殊な装置が必要である。また、鋳造用パターンの製作は術者の技量に大きく影響される。これらの問題点を解決する加工方法としてCAD/CAMが応用されている。主に切削加工が用いられているが、材料の無駄となる部分が多く、切削工具の制限から複雑な形状の加工は極めて困難であった。そこで、付加製造の歯科応用が期待されている。チタン合金による付加製造の歯科応用は過去に複数の報告があるが、アレルギーなどの観点からチタンの方が生体親和性が優れると考えられる。しかしながら、チタン粉末の製造が極めて困難だったため、今まで付加製造には用いられてこなかった。近年ではその製造技術の発展に伴い付加製造用のチタン粉末が登場し、それが歯科にも応用されつつある。しかし、チタン粉末による付加造形で製作された加工物の性質や寸法精度は明らかとなっていない。
本研究では、付加製造で製作した試験片は鋳造で製作したものと比較して優れた機械的性質を示し、試験片の造形方向がその性質に影響を及ぼすことが明らかになった。
付加製造による造形精度は、造形方向によって大きく影響されることが明らかになった。このことから、補綴装置の製作の際は造形方向を意識して造形するデータの配置が必要であることが示唆された。
腐食挙動においては、付加製造により製作した試験片と鋳造により製作したものとの間には大きな差は認められなかった。このことから、付加製造した試験片の耐食性は鋳造により製作したものと同等であることが明らかになった。
以上の結果から、付加製造により製作した加工物は鋳造により製作したものと比較して、同等またはそれより優れた性質を有することが明らかになった。付加製造が鋳造法の代替方法として極めて有用であることが示唆された。
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