形状記憶ゲルを利用した周術期医療にも対応可能な顎補綴装置の開発

形状記憶ゲル（SMG）は、低温ではゲルの秩序構造により硬いが、温度上昇に伴い結晶融解が進み、材料を変形することができる。冷却すると再び結晶化し、その形状を維持するが、再度加熱すると、結晶融解によりSMGは元の形状に回復する。本年度はSMGを顎顔面補綴装置に応用するため、2種のアクリレートモノマーの配合比率の制御により、口腔内使用を想定した最適化を図った後、圧縮永久歪試験を行い、温度変化に伴う形状記憶回復性を評価した。N,N-Dimethylacrylamide、N,N-Methylenebis (acrylamide)、Docosyl Acrylate（DA）およびStearyl Acrylate（SA）を配合し、光重合開始材の添加により光硬化型SMGとし、DAおよびSAの配合比率が異なる試作品を作製した。作成した光硬化型SMG試験片に対し、圧縮永久歪試験を行った。SMG硬化体の中心部の厚みを測定した後、60℃で軟化させ、圧縮永久歪試験器で硬化体を25% 圧縮し、圧縮形状を記憶させた。次いで、23℃、37℃および60℃にそれぞれ圧縮永久歪試験器を開放して、SMG硬化体の寸法変化を測定した。全てのSMG配合条件において、23℃で100%の形状固定率を示した。37℃では、DA50-SA50、 DA75-SA25、 DA100-SA0において高い形状固定率を示した。60℃では、SAを配合した材料において、低い形状固定性を示したことから、温熱下における急激なヤング率低下により形状回復性を示したと考える。DA100-SA0では、60℃の形状固定率が有意に高く、回復性に乏しいことが分かった。結晶融点の高いDAは、SMGの転移温度を高温側にシフトさせ、口腔内温度において安定した形状固定性を付与することができた。

形状記憶ゲル（SMG）は、低温ではゲルの秩序構造により硬いが、温度上昇に伴い結晶融解が進み、材料を変形することができる。冷却すると再び結晶化し、その形状を維持するが、再度加熱すると、結晶融解によりSMGは元の形状に回復する。本年度はSMGを顎顔面補綴装置に応用するため、2種のアクリレートモノマーの配合比率の制御により、口腔内使用を想定した最適化を図った後、圧縮永久歪試験を行い、温度変化に伴う形状記憶回復性を評価した。N,N-Dimethylacrylamide、N,N-Methylenebis (acrylamide)、Docosyl Acrylate（DA）およびStearyl Acrylate（SA）を配合し、光重合開始材の添加により光硬化型SMGとし、DAおよびSAの配合比率が異なる試作品を作製した。作成した光硬化型SMG試験片に対し、圧縮永久歪試験を行った。SMG硬化体の中心部の厚みを測定した後、60℃で軟化させ、圧縮永久歪試験器で硬化体を25% 圧縮し、圧縮形状を記憶させた。次いで、23℃、37℃および60℃にそれぞれ圧縮永久歪試験器を開放して、SMG硬化体の寸法変化を測定した。全てのSMG配合条件において、23℃で100%の形状固定率を示した。37℃では、DA50-SA50、 DA75-SA25、 DA100-SA0において高い形状固定率を示した。60℃では、SAを配合した材料において、低い形状固定性を示したことから、温熱下における急激なヤング率低下により形状回復性を示したと考える。DA100-SA0では、60℃の形状固定率が有意に高く、回復性に乏しいことが分かった。結晶融点の高いDAは、SMGの転移温度を高温側にシフトさせ、口腔内温度において安定した形状固定性を付与することができた。