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2017 年度 実施状況報告書

マルチスケールモデルを用いた歯の光学的シミュレーションに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K11781
研究機関大阪大学

研究代表者

木林 博之  大阪大学, 歯学研究科, 招へい教員 (80796011)

研究分担者 中村 隆志  大阪大学, 歯学研究科, 准教授 (20198211)
若林 一道  大阪大学, 歯学部附属病院, 助教 (50432547)
矢谷 博文  大阪大学, 歯学研究科, 教授 (80174530)
酒井 英樹  大阪市立大学, 大学院生活科学研究科, 准教授 (90277830)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード審美歯冠修復 / 光学シミュレーション / セラミックス / レジン
研究実績の概要

歯は、エナメル質、象牙質、セメント質という3つの硬組織とそれに囲まれた歯髄からできており、そのいずれもが光を透過する。歯を透過する光は、拡散、散乱、屈折などの現象を生じ、さらにその程度は照明の強度、湿度、歯の解剖学的形態や表面性状などによって影響を受ける。う蝕などで歯の組織の大部分が失われた場合、支台築造体と歯冠補綴装置を製作し、補綴治療を行う。支台築造体,歯冠補綴装置ともに様々な歯科材料があり、使用する材料によって審美性は大きく異なる。歯冠補綴治療においては、歯の有する半透明性をいかにして模倣するかが重要であり、材料が有する光の現象を再現できれば、天然歯に近い歯冠補綴治療が行えるものと考えられる。
まず審美歯冠補綴治療に用いられる各種材料について、BRDF(Bidirectional Reflectance Distribution Function)・BTDF (Bidirectional Transmittance Distribution Function)を求めるための光学特性の測定、解析を行った。材料には二ケイ酸リチウムガラスセラミックス、ハイブリッドレジン、コア用レジンおよび牛歯を用いた。そして、紫外可視近赤外分光光度計を用いて各試料の透過率、反射率を測定した。加えて変角光度計を用いて、各試料の透過、反射の強度分布状態を入射角0 °、30 °、60 °の条件で測定し、平均値を算出した。
本実験により、今後、審美歯科修復における光学的シミュレーション解析を行う際に必要な歯や各種材料の光学特性を得ることができた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

審美歯冠補綴治療に用いられる各種材料について、BRDF(Bidirectional Reflectance Distribution Function)・BTDF (Bidirectional Transmittance Distribution Function)を求めるための光学特性の測定、解析を行った。材料には二ケイ酸リチウムガラスセラミックス、ハイブリッドレジン、コア用レジンおよび牛歯を用いた。そして、各試料の透過率、反射率を測定した。加えて各試料の透過、反射の強度分布状態を入射角0 °、30 °、60 °の条件で測定し、平均値を算出することができた。本年度の予定であった構造色を表示するために必要最低限と考えられる微細構造のサイズについての検討については、微細構造に関するモデルの作成についてデザインは行ったが、牛歯の光学特性が部位による差が大きかったため、現在さらなる検討を行っているところである。

今後の研究の推進方策

歯の微細構造モデルの作成、および歯冠モデルへの適用後、光学解析ソフトウェアに本年度の実験で得られた光学特性をインポートし解析を行う。歯の微細構造モデルについてはエナメル質や象牙質が複合されたモデルでは解析がまだ難しい状況にあるため、エナメル質のみ、もしくは象牙質のみに限定した部位での解析を検討する。加えて、より単純なモデルとして解析が可能と考えられる歯冠修復材料を用いて製作した歯冠補綴装置の解析モデルを作成し、歯と並行して光学解析を行い、その妥当性について検証を行う。

次年度使用額が生じた理由

解析ソフトウェアに関し、アカデミックプライスを適用することが可能であったため、当初の申請額より安価にソフトウェアを購入することができた。次年度に関しては、歯に関する光学的特性をさらに計測、分析する必要があるため、その材料費、計測費に当てる。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2017

すべて 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] 審美歯科修復における光学的シミュレーション解析 -第2報 歯冠形態CADモデルを用いた光線追跡シミュレーション-2017

    • 著者名/発表者名
      天羽康介、若林一道、木林博之、酒井英樹、中村隆志、矢谷博文
    • 学会等名
      第28回日本歯科審美学会学術大会
  • [学会発表] In silico Optical Analysis of Dental Esthetic Restorations. -Evaluation of optical properties of dental materials-2017

    • 著者名/発表者名
      Wakabayashi K., Amo K., Kibayashi H., Sakai H., Nakamura T., Yatani H.
    • 学会等名
      2017 Korean Academy of Esthetic Dentistry Annual meeting
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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