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2020 年度 実施状況報告書

積層造形を応用した理想的な表面形状を持つ次世代ジルコニアインプラントの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K10241
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

猪越 正直  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (90753715)

研究分担者 野崎 浩佑  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (00507767)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード積層造形 / 付加製造 / ジルコニア / アルミナ強化ジルコニア / 二軸曲げ強さ / 機械的強度 / Weibull分析
研究実績の概要

2020年度 実験2:積層造形ジルコニア・アルミナ強化ジルコニアの機械的強度の評価
実験2では、積層造形ジルコニアの機械的強度を明らかにすることを目的とし、以下の実験を行った。3次元CADソフトウェアにて焼成後に12mm x 12 mm x 1.2 mmとなるような板状試料を設計した。次いで、direct light processing (DLP) 型の光造形装置(CeraFab7500,Lithoz)とlaser-based stereolithography (SLA) 型の光造形装置(CERAMAKERC900)を用いて試料を造形し、デバインディング・焼成を経て、ジルコニア試料、アルミナ強化ジルコニア試料を完成させた。さらに積層造形試料を切削加工ジルコニアと比較するため、焼成後に12mm x 12 mm x 1.2 mmとなるような3mol% イットリア安定化型ジルコニア(3Y-TZP; LAVA Plus, 3M ESPE)の板状試料を製作した。万能試験機を用いて、製作した試料の二軸曲げ強さを測定した(n=15)。得られた結果はWeibull分析を用いて統計解析を行った。
Weibull分析の結果、積層造形ジルコニアは切削加工ジルコニアとほぼ同等の二軸曲げ強さを示した。また、積層造形アルミナ強化ジルコニアは、積層造形ジルコニアに比べて有意差は認められないものの、高い二軸曲げ強さを示した。以上より、積層造形ジルコニアと積層造形アルミナ強化ジルコニアは、切削加工ジルコニアに匹敵する強度を持っていると考えられた。
本研究結果の一部について、国内関連学会において成果発表を行い、現在国際雑誌に投稿するための英語論文を作成中である。

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

今年度は主に機械的強度の評価を実施したが、評価の対象を積層造形ジルコニアだけでなく積層造形アルミナ強化ジルコニアに広げて実験を行った。得られた結果は関連学会で発表し、英語論文作成中であり、研究は順調に進んでいると考えられる。

今後の研究の推進方策

今後は積層造形ジルコニアのインプラントへの応用に向けた骨形成能の評価を実施するべく、準備を進めている。

次年度使用額が生じた理由

積層造形ジルコニア、アルミナ強化ジルコニア試料作製費用が予想よりも低かったため、次年度使用額が生じた。次年度使用額については、今後実施する骨形成能の評価に使用する資材購入に充てる予定である。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] KU Leuven (University of Leuven)(ベルギー)

    • 国名
      ベルギー
    • 外国機関名
      KU Leuven (University of Leuven)
  • [雑誌論文] Impact of sandblasting on the flexural strength of highly translucent zirconia2021

    • 著者名/発表者名
      Inokoshi M, Shimizubata M, Nozaki K, Takagaki T, Yoshihara K, Minakuchi S, Vleugels J, Van Meerbeek B, Zhang F
    • 雑誌名

      J Mech Behav Biomed Mater

      巻: 115 ページ: 104268

    • DOI

      10.1016/j.jmbbm.2020.104268

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Crystallography and flexural strength of additive manufactured zirconia2020

    • 著者名/発表者名
      Nakai H, Inokoshi M, Nozaki K, Kamijo S, Shimizubata M, Liu H, Minakuchi S
    • 学会等名
      The 7th Biennial Joint Congress of JPS-CPS-KAP
    • 国際学会
  • [学会発表] Translucency and crystallography of speed-sintered highly translucent dental zirconia2020

    • 著者名/発表者名
      Liu H, Inokoshi M, Nozaki K, Shimizubata M, Nakai H, Thaw Di CT, Minakuchi S
    • 学会等名
      The 7th Biennial Joint Congress of JPS-CPS-KAP
    • 国際学会

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公開日: 2021-12-27  

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