材料最適設計による損傷修復型スマート床義歯の実用化

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17592027
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 浜田 賢一 The University of Tokushima, 大学院・ヘルスバイオサイエンス研究部, 准教授 (00301317)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 河野 文昭 徳島大学, 医学部・歯学部付属病院, 教授 (60195120)
• Keywords: スマート材料 / 繊維強化複合材料 / 形状記憶合金 / 床用レジン / 損傷修復

Research Abstract

今年度は金型を用いて作製した試料により評価を行った結果、試験片の寸法、形状の精度は大きく改善し、繊維を埋め込まない試験片における諸特性の偏差は十分に小さくなった。また、繊維に2次曲面と同一形状を記憶させる熱処理においても、前年度に用いた石こう型から金型に変更することで繊維表面粗さを改善することができた。
一方で、繊維の埋め込み深さを一定にするために作製したテンプレートは十分に機能せず、押し込み部の繊維が局所的に屈曲し形状回復の妨げとなることがわかった。繊維を押し込む圧子の大きさや形状を最適化することでこの欠点を改善できる可能性はあるが、手指と同様の繊細さで押し込むのは困難であるとも推測された。そのため、今年度はテンプレートを用いた試料による形状回復効果の評価は断念し、手指により繊維を埋め込んだ試料を用いた。その結果、繊維を埋め込まない試料においては改善された形状回復効果の偏差が、繊維を埋め込んだ試料の場合には増加し前年度と大差ない結果となった。このことから、偏差を招いているのは主に繊維の埋め込み位置であると結論された。この大きな偏差が原因で形状回復効果に及ぼす繊維表面粗さの効果には有意差は認められなかったが、形状回復が良好であるもののデータに限定すれば有意に向上している傾向が認められ、潜在的には有効であると推定された。同様に、形状回復効果に及ぼす繊維形状の違い(直線状か同一曲面形状か)にも有意差は認められなかった。
以上から、繊維に同一曲面形状を記憶させる効果はあまり高くなく、また個々の義歯床形状と同一の形状記憶熱処理を行う煩雑さを鑑みると、埋め込み繊維は直線形状記憶させたもので十分との結論に達した。むしろ、形状記憶効果の大きな偏差を解消し安定した形状回復を行うためには、繊維埋め込み用テンプレートの高性能化が重要であると考えられた。