咀嚼運動の最適制御バイオニクス:咬合状態・食品テクスチャー・反射制御

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15592156
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 久野 昌隆 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 講師 (80282763)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 村本 健 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (30345300) ; 相馬 邦道 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (10014200)
• Keywords: 咀嚼運動 / バイオニクス / 食品テクスチャー / 咬合状態 / 反射制御

Research Abstract

本研究を遂行するにあたり、今年度は、咀嚼により刻々と変化する各種食品のテクスチャープロファイルを経時的に実測し、材料力学的に定式化した。加えて、咀嚼運動の計測を行い、食塊の挙動に関連する顎運動の計測を行った。これらの結果、咀嚼に伴い性状を変化させる食塊からの歯根膜や筋紡錘に対する機械的刺激に影響されてコントロールされる顎運動パターンは、食塊性状を最も効率よく破壊するために制御されている可能性が示唆された。
さらに、生物工学として発展させるため、コンピュータを用いた計算力学的手法の一種である三次元有限要素解析によりシミュレートする方法を確立した。非接触型三次元表面形状測定装置を用いて咬合面形状および咬合状態の測定を行い、これより得られたデータを基に顎骨および歯列弓モデルを作製した。加えて、計測された食塊テクスチャープロファイルと顎運動データを基に、咀嚼運動を再現できる三次元有限要素モデルを作製した。これにより、口腔内における食品の挙動と、歯、歯根膜および顎骨にかかる応力の大きさ、方向との経時的関連性を明らかにすることができた。
来年度は、咬合状態に着目し、正常咬合者および各種不正咬合者について、咀嚼中に変化する食品テクスチャーが咀嚼筋群の活動バランスを顎運動パターンに与える影響を明らかにする予定である。これにより、咀嚼機能障害に伴う不正咬合の発生や固有の顎運動パターン形成のメカニズムを解明する手がかりを得られるとともに、これまで踏み込むことのできなかった、咀嚼運動の最適制御のメカニズムの一端を明らかになるものと考えている。

Research Products

• [Publications] S.Yomoda: "Interrelationship Between Bolus Breakdown, Displacement of Lower First Molar and Jaw Movement During Mastication."Journal of Oral Rehabilitation. 31(2). 99-109 (2004)
• [Publications] S.Suzuki: "Investigation of Cervical Muscle Mechanisms During Jaw Movement-Using a Prototype Head-Jaw-Neck Model-."Journal of Medical and Dental Sciences. 50(4). 285-290 (2003)