静電誘導型発電シートを用いたウェアラブル型リアルタイム咬合力測定方法の開発

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本研究は，噛みしめや咀嚼などの機能時における歯列上の咬合接触状態，ならびに同部位にて発揮される咬合力を調査可能なセンシングデバイスとして，加わる圧縮力に応じて発電量が変化する特性を有する「静電誘導型発電シート」の活用方法を探索した．これまで研究分担者の東工大の土方らが開発した「静電誘導型口腔内発電シート」を改良し，このシートを歯科一般臨床においてマウスガードや，オクルーザルスプリント等にて用いられている樹脂製シートに埋め込み、上下の歯の接触の有無，その咬合接触部位，ならびに同部における咬合力を発電量変化から解析するシステムの構築を試みた．オクルーザルスプリントの材質は，歯科臨床において実際に使用されるPET樹脂とし，2層のPET樹脂の間に発電シートに埋め込む方式を採用した．ベンチテストにより，装置を埋め込んだPET樹脂上に一定の周波数で定荷重を負荷し，負荷荷重力とセンサ出力の関係を調査した結果，負荷荷重量とセンサ出力の間には良好な相関が認められた．次にPET樹脂の厚みが出力に及ぼす影響について検索した．実際の口腔内応用を考慮すれば，測定装置の厚みは薄くし，装着車の違和感を可及的に小さくする必要がある．そのため，装置の薄型化の実現が必須となる．本年度は厚みが0.5mm，0.6mm、0.8mmのPET樹脂を対象とし，発電シートを埋め込み，PET上に定荷重（10N, 20N）の加圧および脱圧を行った．この際，加圧と脱圧との間に十分な時間間隔を確保した．結果として，どの厚みのPET樹脂においても安定した出力波形が確認された．しかし，荷重量が同一でもPET樹脂の厚みにより出力値が異なり，0.5mm厚のPET樹脂にて出力値が大きくなった．今後，最も薄い0.5 mmのシートについて負荷荷重量とセンサ出力との関連をさらに調査し，咬合力測定装置の開発を進捗させる予定である．