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2023 年度 実施状況報告書

マルチマテリアル積層造形法による3次元物性カスタム化技術の確立と顎義歯への応用

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ1199
配分区分基金
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

加嶋 祐佳  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 特別研究員(RPD)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2025-03-31
キーワード顎義歯 / 3Dプリンター
研究実績の概要

本研究ではデジタル技術を用いた顎義歯製作プロセスの最適化を目指し、インクジェット型3Dプリンターを用いた義歯床と人工歯の異種材料間の接着強度やインクジェット粉末材料の吸水性等を評価する実験を実施した。ISO 規格 19736 に準じたせん断接着試験用に設計したデジタルデータを用いて人工歯と義歯床を一体で製作した。ストラタシス社製インクジェット3Dプリンターを用いて、人工歯部と義歯床部を同時造形した。また、対照群として通法通り埋没、填入、じゅごうして製作した試料を用意した。製作した試料のうち半分は5℃と55℃のサーマルサイクルを10000回負荷した。続いてせん断試験に供した。サーマルサイクル前は、既存手法と比較して低い接着強度を示したものの、サーマルサイクル後はデジタル技術を用いた方が従来法より有意に高い接着強さを示した。破壊様相は、デジタル技術を用いた手法では凝集破壊および混合破壊が認められ、対照群は全て混合破壊であった。これらの結果より、インクジェット型3Dプリンターを使用し、一体型造形で製作した人工歯と義歯床は従来法より高い接着強度を示し、顎義歯の高機能化に寄与する手法であることが示唆された。しかしながら、吸水性の評価結果では、デジタル技術群では対照群より有意に悪い結果となったため、今後粉末の改良が必要であることが示唆された。そこで歯科補綴に適した生体親和性と強度を有する国内未承認の粉末を用い、顎義歯の製作に成功している。今後どう粉末性状を評価していく必要がある。

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

産休育休後でライフスタイルの変化はあったが、アメリカ国内のストラタシス社との交渉など積極的に取り組み新規材料の評価や顎義歯造形に取り組めたため。

今後の研究の推進方策

今後新規粉末材料での顎義歯製作や基本物性評価を行っていく予定である。

次年度使用額が生じた理由

産休育休を取得し、実験ができない期間があったため。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (4件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Influence of stress-relieving heat treatments on the efficacy of Co-Cr-Mo-W alloy copings fabricated using selective laser melting2024

    • 著者名/発表者名
      Htat Hein Linn、Takaichi Atsushi、Kajima Yuka、Kittikundecha Nuttaphon、Kamijo Shingo、Hanawa Takao、Wakabayashi Noriyuki
    • 雑誌名

      Journal of Prosthodontic Research

      巻: 68 ページ: 310~318

    • DOI

      10.2186/jpr.JPR_D_22_00283

  • [雑誌論文] Bond strength of CAD/CAM denture teeth to a denture base resin in a milled monolithic unit2023

    • 著者名/発表者名
      Mohamed Amr、Takaichi Atsushi、Kajima Yuka、Takahashi Hidekazu、Wakabayashi Noriyuki
    • 雑誌名

      Journal of Prosthodontic Research

      巻: 67 ページ: 610~618

    • DOI

      10.2186/jpr.JPR_D_22_00190

  • [雑誌論文] Physical Properties of Additively Manufactured Tooth-Colored Material Attached to Denture Base-Colored Material in a Printed Monolithic Unit2023

    • 著者名/発表者名
      Mohamed Amr、Takaichi Atsushi、Kajima Yuka、Takahashi Hidekazu、Wakabayashi Noriyuki
    • 雑誌名

      Polymers

      巻: 15 ページ: 2134~2134

    • DOI

      10.3390/polym15092134

  • [雑誌論文] Reusing the Co-Cr-Mo support structures of selective laser melted parts: Evaluation of mechanical properties and microstructures2023

    • 著者名/発表者名
      Mohamed Amr、Takaichi Atsushi、Kajima Yuka、Hanawa Takao、Wakabayashi Noriyuki
    • 雑誌名

      Sustainable Materials and Technologies

      巻: 36 ページ: e00608~e00608

    • DOI

      10.1016/j.susmat.2023.e00608

  • [学会発表] Effect of beam spot size on the microstructural and mechanical properties of selective laser melted CoCrMo alloys.2023

    • 著者名/発表者名
      Yuka Kajima, Atsushi Takaichi, Hein Linn Htat, Noriyuki Wakabayashi
    • 学会等名
      Ninth International Conference on Mechanics of Biomaterials and Tissues
    • 国際学会
  • [学会発表] The effect of scanning strategies on the fitness accuracy and residual stress of SLM-fabricated 3-unit fixed dental prostheses.2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Kobayashi, Yuka Kajima, Atsushi Takaichi, and Noriyuki Wakabayashi.
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Design & Engineering by Joint Inverse Innovation for Materials Architecture (DEJI2MA-3)
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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