| 研究課題/領域番号 |
22K10111
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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 | 福岡歯科大学 |
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研究代表者 |
川口 智弘 福岡歯科大学, 口腔歯学部, 准教授 (50631701)
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| 研究分担者 |
浜中 一平 福岡歯科大学, 口腔歯学部, 講師 (40736691)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | セルロースナノファイバー / 3Dプリンター / 義歯材料 / 補綴 / 歯学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
3Dプリンタを用いたデジタル技術の応用によって、有床義歯治療に多くのメリットが期待できるが、3Dプリンティング義歯材料として機械的強度が不足するという欠点がある。そこで3Dプリンティング義歯材料に天然資源を活用したSDGsにかなう新素材であり、高強度な特徴を有するセルロースナノファイバーを応用できないかと考えた。
本研究では、セルロースナノファイバーを3Dプリンティング用樹脂の補強用繊維として配合することで、優れた機械的強度と環境に優しいSDGsな特徴を兼ね備えた3Dプリンティング義歯材料を開発する。さらにその新規材料から高強度義歯床および高強度人工歯を開発することを目指す。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、疎水性セルロースナノファイバーを3Dプリンティング用アクリル樹脂の補強用繊維として配合することで、3Dプリンティング義歯材料の機械的強度不足を解消し、優れた機械的強度と環境に優しいSDGsな特徴を兼ね備えた3Dプリンティング義歯材料を開発する。さらにその新規材料から高強度義歯床および高強度人工歯を開発することを目指す。
光造形方式で製作される3Dプリンティング義歯は、口腔内スキャナーや技工用スキャナーで取り込んだ情報をもとに人工歯部と義歯床部各々のデジタルデータを作成し、3Dプリンティングによって製作されている。その後、義歯床のソケット内に人工歯をはめ込み、義歯床用材料と同じ紫外線硬化性樹脂を用いた後、2次重合して接着させる方法で製作されている。
令和４年度の研究では、紫外線硬化性樹脂中にセルロースナノファイバー配合PMMA (Poly Methyl Methacrylate) 樹脂を溶解させることに成功した。また3Dプリンティング義歯床用材料には従来の義歯の接着に有効な酢酸エチルが奏功しなかったことがわかった。酢酸エチル処理では3Dプリンティング義歯床用材料の溶解による小孔形成が十分に発揮されていないと思われる。そこでアルミナブラスト処理によって接着力を高めることができた。アルミナブラスト処理は、被着面を抉るように破壊されていたことから、接着材が発揮する接着強さが3Dプリンティング義歯床用材料の強度より大きいことが示唆された。また紫外線硬化性樹脂の剪断接着強さを向上させるためには、２次重合後の義歯床用材料に対する表面処理を粒径50μｍよりも粒径110μｍのアルミナブラスト処理を行うことが効果的であると示唆された。
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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
セルロースナノファイバーを紫外線硬化性樹脂に溶解させることが従来型のMMAモノマーよりも困難であることが判明し、セルロースナノファイバー配合PMMA樹脂 (Poly Methyl Methacrylate) とMMA((Methyl Methacrylate)を用いて紫外線硬化性樹脂に配合した。本研究課題の進歩状況に、溶解方法や配合量の条件および紫外線硬化性樹脂の試料製作のための照射条件の設定に時間を要したためである。
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| 今後の研究の推進方策 |
紫外線硬化性樹脂中にセルロースナノファイバーを配合し、JDMAS252：2019やISO20795-1に基づき3Dプリンティング材料の機械的性質を測定する。セルロースナノファイバーの配合量を調整し機械的強度が向上する濃度まで測定する。また歯冠色や歯肉色に色調を変更した材料や既存の3Dプリンティング材料とも比較を行う。
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