| 研究課題/領域番号 |
15K11173
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| 研究機関 | 昭和大学 |
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研究代表者 |
堀田 康弘 昭和大学, 歯学部, 准教授 (00245804)
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| 研究分担者 |
中納 治久 昭和大学, 歯学部, 准教授 (80297035)
宮崎 隆 昭和大学, 歯学部, 教授 (40175617)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 修復材料 / セラミックス / コンポジットレジン / CAD/CAM / 加工方法 |
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| 研究実績の概要 |
平成26年4月より保険収載されたCAD/CAM冠に利用されるブロック材料は、当初、破折や脱離が原因となる再製率が従来の全部鋳造冠に比べると多いとの研究報告があった。その理由の一つには、接着材料や技法に関する問題も考えられるが、一方でブロック材料そのものの強度変化に関する問題も考えられる。JISやISOと言った規格での規格強度試験において、試験時の材料の状態（湿潤状態か乾燥状態か）は殆どが十分な乾燥状態での評価で、実際の口腔内を再現した状況での基準になっていない。これまでの本研究において、2万回のサーマルサイクル負荷をかけることで曲げ強さが確実に低下してしまうことを確認している。また、製品によってはISO6872-2015で規定されているクラス２セラミックスの強度基準を下回る物も見られたことから、単冠使用に限定されていても補綴失敗の要因の一つとして挙げられることが判った。そこで今年度は、実際にCAD/CAM冠装着時の条件として表面処理材の種類の違いによる効果について検討した。CAD/CAM冠内面の接着前処理では、従来推奨されていたシランカップリング処理が、ナノスケールへと微細化されたフィラーや、ジルコニアなどと複合化されたシリカフィラーを用いている製品が増えていることから、当初想定していた程の結合が得られないのではないかと考えられるため、シランカップリング以外の方法による表面処理剤について検討し、シランカップリング剤よりもMMA系プライマーによる効果の方が優れていることが判った。一方で、生体に利用可能な3Dプリンター用材料としてのバイオコンポジットレジンに関して、アクリル系とエポキシ系の各種材料に関する基礎データを収集し、エポキシ系バイオコンポジットレジンが機械的性質や物理的性質において従来のレジン系材料の代替に適していることが判った。
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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
ハイブリッド型コンポジットレジンブロックの最適加工条件の検討に関しては，平成２７年度は各種コンポジットレジンブロックを２種類の加工方式（ドライとウエット）と２種類の工具方式（切削と研削）の組み合わせで加工し，条件の変化による寸法変化の検討ならびに，機械的性質の評価を行うことを目標に研究を進めてきた．しかし，平成26年4月のCAD／CAM冠保険収載後，利用可能なブロック材料が急激に増加しているため，改めて11種類のブロックに対して曲げ強さや硬さなどの基礎データの収集を行った．また，ブロック形状や寸法についても各社様々であることから，試験片作製用の加工プログラム作成に時間がかかる結果となっている．しかし，材料自体の基礎データとしてサーマルサイクルによる劣化試験を行ったところ，コンポジットレジンブロック自体の強度に変化が現れ，実際の加工においてもドライとウエットの加工条件が違うことで強度に差が現れたことから、その内部構造の変化についても確認をしている．それに続き、こうした加工条件を変えて出来上がってきた修復物における接着力の変化を確認するために、せん断接着性試験を実施して、加工条件の変化がその後の接着までの一連の流れにおける関係について検討した。一方で，半焼結性ジルコニアに関する検討においては，近年富に増加している透過型ジルコニアを組み合わせたグラデーションタイプのジルコニアなど加工材料は増加する一方で，高透過型として結晶タイプの違うブロックも利用されることから，こちらも基礎データの収集だけでなく，その分類方法についても十分に検討する必要がある．特にディスク形状のブランクの場合，材料費の負担が大きくなるため慎重に検討する必要があり，論文等を参照して基礎データの収集に努めている．生体に利用可能なバイオコンポジットの調査では現在，細胞毒性試験を行う為の準備を行っている．
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| 今後の研究の推進方策 |
ハイブリッド型コンポジットレジンブロックの最適加工条件の検討に関しては，現在行っている基礎データをもとに影響の大きかった材料をピックアップし，実際の加工条件に変化をつけた場合の強度変化，ならびに，加工精度への影響を検討していく．ジルコニアの加工については，同一のブロック材料における加工条件の変化での機械的性質の変化と再現精度の違いについて検討する．また，その後の最終焼結の工程についても焼結プログラムの変化が，材料そのものの物性に与える影響と再現精度について検討していく．また，生体に利用可能なバイオコンポジットに関しては，材料面だけでなく積層加工に用いる機器についても，価格対費用効果から，また，メンテナンスやサポート状況などを考慮しながら，利用可能な機器をピックアップし臨床形態での再現精度について検討していく．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
試験片切削加工用プログラムの準備が送れたことで、使用する材料の購入が遅れたため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
現在既に次年度分として購入をしており、実験を始めている。
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