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牛歯の歯頸部に典型的なくさび型窩洞を形成し、その窩壁にストレインゲージを接着後、異常な咬合を想定した負荷したときのくさび型窩洞内のひずみを測定ところ、窩壁に対して平行方向では歯肉側壁に歯頂側壁よりも大きなひずみが生じた。次に、典型的なくさび形窩洞をシミュレートした2次元の有限要素モデルを作成し、ストレインゲージを用いたひずみ測定の成績と比較した。その結果、有限要素モデルは実験によって得られた成績と同様の傾向を示し、このモデルは信頼性が得られることが確認された。
この有限要素モデルから、くさび形窩洞とU型窩洞をシミュレートしたモデルを作成して、異常な咬合を負荷したときの歯頚部窩洞内に発生する応力分布と窩洞形態の影響について解析した。くさび型窩洞の窩壁に作用する応力の垂直成分(引張り応力)は、歯肉側よりも歯頂側壁の方が大きかった。U型窩洞の窩壁に作用する応力の垂直成分(引張り応力)は、歯頂側よりも歯肉側壁の方が大きかった。従って、窩洞形態によって窩洞内に生じる応力分布は異なり、さらに歯頚部窩洞の漏洩パターンに大きく影響していることが示唆された。
現在は、この有限要素モデルを用いて、温度変化によって歯頸部窩洞の窩壁に発生する応力や、窩洞辺縁にベベルを付与したときの応力分布について検討を加えているところである。
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