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天然歯と同じ力学的性質をもつ新規3Dプリント冠の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23K16072
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分57050:補綴系歯学関連
研究機関九州歯科大学

研究代表者

畑 賢太郎  九州歯科大学, 歯学部, 特別研修員 (20966650)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
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)
2024年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2023年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード3Dプリント / 天然歯 / 人工歯 / 積層造形 / ポリマー含浸セラミックス / コンポジット
研究開始時の研究の概要

オーラルスキャナーやCAD/CAMの進歩発展にともない、歯科治療のデジタル化が急速に進んでいる。光硬化型の積層造形(3Dプリント)は、CAD/CAM切削加工よりも造形精度が高く、複雑な形状が造形できるため、補綴装置の作製に適していると考えられる。しかし、3Dプリント可能な材料の選択肢は少なく、歯冠修復物として臨床使用できるものは仮歯用レジンに限られる。一方、申請者らの先行研究において、光硬化型3Dプリント可能であり、天然歯と同じ力学的性質をもつ新素材を開発した。本研究では独自開発した3Dプリント用新素材を活用し、天然歯の物性をもつ3Dプリント冠を創製することを目的とする。

研究実績の概要

口腔内スキャナーやCAD/CAMシステムの進歩発展にともない、歯科補綴装置の作製におけるデジタル化が急速に進んでいる。光硬化型の積層造形(3Dプリント)は、CAD/CAM切削加工よりも造形精度が高く、複雑な形状が造形できるため、補綴装置の作製に適していると考えられる。しかし、3Dプリント可能な材料の選択肢は少なく、歯冠修復物として臨床使用できるものは仮歯用レジンに限られる。そこで本研究では独自技術を活用し、天然歯に近い物性をもつ3Dプリント冠を創製することを目的とする。目標を達成するため、ポリマー含浸セラミックスに着目した。ポリマー含浸セラミックスは、天然歯に近い力学的性質をもつことが知られている。一方、3Dプリント可能なポリマー含浸セラミックスの報告例は少ない。本年度は、ポリマー含浸セラミックスの光硬化型3Dプリント(液槽光重合法)に用いる3Dプリントセラミックレジン(前駆体)の調製を行った。まず、先行研究を参考として、シリカナノフィラー、ヒドキシエチルメタクリレート、有機溶媒、光重合開始剤、光吸収剤と混合攪拌して、セラミックレジンを調製した。フィラーの形状、サイズ、濃度を変えてさまざまな組成のセラミックレジンを作製し、3Dプリントを試みた。その結果、いくつかの組成のセラミックレジンは3Dプリントすることができたが、造形精度は低く、印刷不良が多かった。この原因として、フィラー状態(形状、サイズ、濃度)だけでは、造形精度に優れたセラミックレジンが作製できないと考えられる。フィラー以外に、レジンモノマーの種類や光重合開始剤の濃度、また3Dプリントの条件(積層レイヤー厚み、露光時間、リトラクト速度など)を最適化する必要があると考えられる。

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

当初予定していた方法では、目的とする新規材料を作製することは困難であることがわかった。

今後の研究の推進方策

3Dプリントに用いるレジンモノマーの種類として、さまざまなアクリレートモノマーについて検討を行う。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (1件)

すべて 2024

すべて 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Polymerization of dual-cure resin cement in CAD/CAM resin-composite endocrown2024

    • 著者名/発表者名
      Hata K,Ikemoto S,Nagamatsu Y,Masaki C,Hosokawa R,Ikeda H
    • 学会等名
      2024 IADR/AADOCR/CADR
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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