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2019 年度 実績報告書

機械的性質を制御できる人工エナメル質の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K17185
研究機関九州歯科大学

研究代表者

池田 弘  九州歯科大学, 歯学部, 助教 (80621599)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードコンポジット / エナメル質 / 歯冠修復物
研究実績の概要

歯冠修復物において、表面硬度や弾性係数などの機械的性質は生体適合性の観点から重要である。しかし、既存の実用的な歯科材料では、天然ヒトエナメル質 と同等の表面硬度と弾性係数をもつものはない。そこで本研究では、エナメル質と同等の機械的性質(表面硬度と弾性係数)をもつ人工エナメル質を開発することを目的とする。さらに、人工エナメル質の強度、接着耐久性、審美性なとどの実用性を付与することで、高機能かつ実用的な歯科材料へと発展させる。著者らは、目標を達成するため、複合材料のナノ構造に着目した。一般的なコンポジットは、無機フィラーがマトリックスレジンに分散したいわゆるフィラー分散構造をもつ。フィラー分散構造の複合材料は、実用歯科材料として多く使用されているものの、その表面硬度と弾性係数はエナメル質の1/4程度しかない。そこ で、本研究では、セラミックスとレジンからなるナノ共連続構造を形成することでエナメル質と同等の表面硬度と弾性係数をもつ新素材の開発に取り組んだ。1 年目は、シリカとポリメチルメタクリレート(PMMA)からナノ共連続構造を形成することに成功した。2年目は、シラン処理を作製工程に導入することで、曲げ強さを向上させることに成功した。
本年度は、審美性の向上とCAD/CAMシステムを用いた加工性について検討した。審美性に関しては、材料に酸化チタンなどの金属酸化物を添加することで、透明性や色調を制御できることを見出した。加工性については、既存のCAD/CAMシステムを用いて切削加工したところ、チッピングなどの不良は起こらずクラウンが作製できた。以上のことから、新素材は優れた審美性と高い被削性を有することが明らかとなった。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Correlation between microstructure of CAD/CAM composites and the silanization effect on adhesive bonding2020

    • 著者名/発表者名
      Yano Haruka Takesue、Ikeda Hiroshi、Nagamatsu Yuki、Masaki Chihiro、Hosokawa Ryuji、Shimizu Hiroshi
    • 雑誌名

      Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials

      巻: 101 ページ: 103441~103441

    • DOI

      10.1016/j.jmbbm.2019.103441

    • 査読あり
  • [学会発表] Preparation and characterization of silica based nanocomposite with compatible hardness to human enamel2019

    • 著者名/発表者名
      Ikeda H, Nagamatsu Y, Shimizu H
    • 学会等名
      7th Asian Pacific International Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation of SiO2-PMMA composite with a nanoscale dual-network structure2019

    • 著者名/発表者名
      Ikeda H, Nagamatsu Y, Shimizu H
    • 学会等名
      97th General Session & Exhibition of the IADR
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation and Characterization of polymer-infiltrated-ceramic with hardness comparable to human-enamel.2019

    • 著者名/発表者名
      Ikeda H, Nagamatsu Y, Shimizu H
    • 学会等名
      4th meeting of the IADR Asia Pacific Region 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] 孤立シラノール基の制御とナノ共連続構造体の曲げ強さ2019

    • 著者名/発表者名
      池田弘,永松有紀,清水博史
    • 学会等名
      第73回日本歯科理工学会
  • [学会発表] CAD/CAM用コンポジットレジンの機械的性質と接着特性2019

    • 著者名/発表者名
      池田弘,永松有紀,清水博史
    • 学会等名
      日本歯科理工学会九州地方会夏期セミナー

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公開日: 2021-01-27  

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