Application of smart cement for fixed cement implant

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K10036
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 河野 文昭 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 教授 (60195120)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 関根 一光 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 准教授 (50447182)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 歯科用セメント / イオン液体 / サーマルサイクル試験 / 耐久性 / せん断接着試験 / レジン添加型グラスアイオノマーセメント

Outline of Annual Research Achievements

接着強さが任意に低減できる歯科用セメントの開発、実用化を目的として、グラスアイオノマーセメントにイオン液体を混和したセメントを試作し、耐久性を評価するためにサーマルサイクル試験を行った。
レジン添加型グラスアイオノマーセメントの液にtris(2-hydroxyethyl) methylammonium methylsulfate (Sigma-Aldrich Japan, Tokyo, Japan)をセメントに対して５ｗt％のイオン液体を混和し、セメントを練和した。純チタンの被着面には、＃600の耐水ペーパーで研磨後、直径6mmの穴の開いた厚さ0.62mmのスペーサーを貼付した。次いで練和した試作セメントを用いて純チタン棒を接着し、硬化後37°C水中に24時間水中保管, およびサーマルサイクル負荷10,000回を行った (n=18). 万能試験機を用いてせん断接着試験を行い、二元配置分散分析およびTukeyの検定を用いて統計学的に検討を行った.
24時間後の接着強さは、電流を加え無かった試料（without CA、n=9）で17.3 MPa、電流を加えた試料（with CA、n=9）で5.4 MPaであり、通電により接着強さが有意に減少していた。一方、サーマルサイクル後は、without CA（n=9）で11.2 MPaであり,
有意に減少し、with CA（n=9）では11.0 MPaであり有意に増加し、without CAとwith CA間では有意差は認められなかった。
試作セメントを長期間水中で保存した場合、通電による接着力低下が期待できないことが考えられた。添加したイオン溶液の溶出について今後、検討する必要があることが示唆された。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

新型コロナ感染症拡大の影響で、大学の方針により、研究補助を者の研究室の入室および実験が制約されたため、予定より進捗が遅れている。

Strategy for Future Research Activity

耐久試験を行った結果、通電による接着強さの変化が少ないことがわかり、グラスアイオノマーセメント以外のセメント利用の検討および液に添加するイオン液体を検討し、耐久性の向上について検討する必要があることがわかった。

Causes of Carryover

新型コロナ感染症の蔓延のため、情報収集や成果報告のための学会や研究機関への出張ができず、Webでの意見交換を行ったので、交通費分の支出がなかったため、次年度使用額が発生した。令和3年度は、補綴装置を想定した接着強さ試験を行うため、貴金属やジルコニアを購入し、臨床で用いられる上部構造を想定して、歯科用金合金とジルコニアを対象とした接着強さの評価を行う。ジルコニアは通電性がないことから、通電による接着強さ低下は想定せず、初期の接着強さと口腔内を模擬した湿潤環境中での接着強さの変化を評価する。IL含有量を調整しながら，最適の含有量を検討する。人口唾液等に浸漬し、湿潤環境での長期的な接着強さの変化を評価する。また、咬合を想定して繰り返しの圧縮荷重を負荷し、接着強さへの影響を明らかにする。実際の咬合を想定する場合は、フィクスチャーを含むインプラント・システム全体への負荷が望ましいが、押出試験を行うには負荷後に試験片を切り出す必要があり、その際に接着部が損傷を受ける可能性があるため、本研究では試験片への繰り返し荷重を用いる予定である。