Application of smart cement for fixed cement implant

2021 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: スマートセメント / グラスアイオノマーセメント / サーマルサイクル / せん断接着試験 / 低減率 / 通電

Outline of Annual Research Achievements

接着強さが任意に低減できるスマートセメントの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、試料に電流を加えた時の接着力低減効果の持続性を評価した。
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。純チタン板の被着面には、＃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、次いで練和した試作セメントを用いて純チタン棒をスペーサーの上に接着した。セメントの硬化後、37°C水中に24時間保管、及びサーマルサイクル負荷（４℃と60℃）を2500回、5000回、10,000回を試料に加えた(n=18)。万能試験機でせん断接着試験を行い、接着強さの低減率を評価した。
24時間後の接着強さは、無通電試料（without CA）で17.3 MPa、通電試料（with CA）で5.4 MPaであり、通電による接着強さの低減率は68.7%であった。一方、サーマルサイクル2500回、5000回、10000回では、without CAで、それぞれ、20.5 MPa 18.9 MPa、11.2 MPaであった。with CAでは、それぞれ17.0 MPa、14.0 MPa、11.0 MPaであり、通電による低減率は、それぞれ17.0%、25.8%、19.2%であった。
試作セメントの通電による接着強さ低減の持続期間は短期であり、長期使用に際しては通電による接着力低減効果が期待できなかった。溶出の少ないイオン溶液の種類を検討するまた、イオンのリチャージ法を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

期待した通電による接着強さの低減効果は得られているものの、長期使用に耐えうる十分な低減効果が得られなかったことから、新たな追加実験が必要になった。そのため、新たなイオン溶液の選定、イオン溶液の濃度の検討、イオンリチャージ法など、多面的に検討を開始したところであり、当初目標とした研究成果を得るまでには至っておらず、やや進捗が遅れていると判断した。

Strategy for Future Research Activity

通電による接着力低減効果の持続性を評価した結果、持続期間が短いことがわかり、グラスアイオノマーセメント以外のセメントの検討、液に添加するイオン液体を再検討およびイオンのリチャージ法を検討する。方法は、今回と同じように試料にサーマルサイクル負荷を加えた場合の接着強さ軽減効果の持続をめざす。昨年度は、サーマルサイクル１万回までの効果の検証を行ったが、セメント固定式インプラントの場合、リコール期間を考慮して、サーマルサイクル2500回負荷での評価とすることとした。

Causes of Carryover

新型コロナウイルス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4年度は、補綴装置を想定した接着強さ試験を行うため、翌年度分として請求した研究費と合わせて、貴金属やジルコニア等の歯科材料の購入に使用する予定である。