口腔内歯牙咬合力測定に関する食物モデル光弾性法の研究

application/pdf

要旨 : 現在起こっている歯科インプラント施術後の事故は歯根ネジ位置と方向が咬合力の方向との間に何らかの不一致があるためと思われる。一方で天然歯の歯根方向は生後の通常の食生活における噛む力によって形成される。従って, 必ずしも咬合面に対して全て垂直ではないが, 天然歯根が咬合力を位置と方向に於いて最も効果的に支えて, 歯冠, 歯根骨の破損はほとんど起きない。インプラント施術でもこの歯根方向と歯冠咬合力合力方向の一致の法則に従えば, 歯槽骨, 人工歯冠における合力と支持力の乖離による過大な曲げモーメントによって, 破損することを避け得るのではないかと推測される。そのためには, 臨床で咬合力を迅速に測定し, インプラントネジ位置と方向決定の実用的方法を模索する必要がある。本論実験と試行した解析法は, 将来のインプラント施術における事故低減の力学要素提供の手法を食物モデル光弾性法を用いることで提案するものである。円ないし楕円の光弾性縞の次吸うと荷重点からの直径, ないし軸の方向はそれぞれ力の大きさと方向を示しているので, これを応用する。食物モデルとして4種類の材料を選んだ。それらはEVA（Ethylene Vinyl Acetate）, Cellulose Acetate, シリコンゴム, 及びゼラチンである。いずれも咬合の際の光弾性縞を咬合力除荷後歯型の印象とともに残す凍結性を持つものである。歯形と共に咬合面内に凍結した光弾性縞から歯列全体の咬合力の大きさ分布を示した。咬合縞を凍結した板材から短冊に切り出した場合と, 無負荷の素材板から短冊に切り出したもの, またはこれを積層して歯幅全体が咬合力を載荷した場合の中から最適な材料を検討した。特にＥＶＡ短冊積層モデルは臼歯全体の咬合力を凍結後, 積層を開放して各単板の咬合縞から, 2.5次元の力解析を行った。力解析は個人の歯形特性を加味した3次元測定となった。本法は有限要素法に境界条件を補完提供でき, さらに咬合荷重凍結のゼラチン円盤の周囲360方向からの咬合縞のスキャン像をCT（Computer Tomography）手法を用いて3次元光弾性縞へ再構築する手法の3者のハイブリット化を実現すれば, インプラント術前の応力集中の少ないネジ方向決定の迅速性をさらに加速できる可能性があることを示した。 Abstract : Now a days the tooth implantation corruption accident seem to be caused by some discrepancy of implant screw's axis from the most probable biting force direction and point of application. The natural tooth root morphology might be determined physiologically by the biting force during the healthy eating life. So its directions are not vertical to the occlusal plane so causes no corruption. The natural tooth root figure may indicate most effective force axis to support the biting force on the mandibular, also a avoid the stress concentration at crown and its root by reducing the bending moment. Even in the implant dentistry to obey this natural rule might reveal the lowest stress concentration state and be possible to reduce the implant tooth corruption.This paper proposes a food model photo-elastic method on biting force quick detection for a future clinical implanting dentistry. By using the ring type fringe in the photoelastic method the force direction and magnitude can be determine respectively with the fringe number countered as the fringe order and the axis of elipsoid or the diameter line of circle drawn from the force application point. The ring's order as the laminating number is proportional to force magnitude. Four materials were chosen as the food model becase of biting fringe freezing character also indentation even after the biting force unloading.These characteristic materials are EVA（ethylene vinyl acetate), Cellulose acetate, Silicon rubber, and Celatin.The occlusal plate type food model prepared for full tooth bow biting gives good frozen photoelastic fringe pattems with tooth indentations. This would give the biting force magnitude distribution all over the dentition. In the rectangular food model sliced even from fringe frozen place or the virgin plate the sagittal fringe indicates the force direction and magnitude. Especially by using rectangular plate laminating food model's fringes gives 2.5 dimensional force solution. The three-dimensional fringes appeared on a thick disc type Gelatine food model would allow to give most probable force on one tooth. and a hybrid analysis with infinite element method and visible light fringe's computer tomography could accelerate the quick clinical diagnosis reducing the stress concentration before the implantation surgery.