筋骨格を有するテーラーメイド有限要素解析を用いた力学的補綴装置設計システムの開発

悪習癖などの過大な咬合力は様々な組織への応力の集中を生じさせ、補綴装置や歯根の破折、顎関節の変形など様々な悪影響を及ぼす。本課題では患者の歯列・骨の解剖学的形態データに筋肉・咬合力の口腔機能データを統合したテーラーメイド有限要素解析モデルの作成を行い、補綴装置の材料選択や設計にフィードバックするシステムの開発を行うことを目的とする。有限要素解析モデルの生成は、3Dスキャナーにより歯列形態の取得、CT画像より骨形態の取得、T-ScanIIIにより咬合状態をデジタル化し、座標統合を行った。その三次元モデルを有限要素解析ソフト（Voxelcon）にてボクセルデータに変換した。ボクセルは複雑な組織を正確にモデル化できる特性があり、解析エラーが少ないため、応力解析の高速化が可能となった。本手法を用いて、上顎左側側切歯欠損に対する接着ブリッジの応力解析から、補綴装置の脱離にに対する検討を行った。接着ブリッジの設計は2リテーナー型、遠心カンチレバー型、近心カンチレバー型の3パターンとした。モデルは接着ブリッジ、歯、歯根膜、歯槽骨から構成される。患者の下顎運動から咬頭嵌合位、側方咬合位、前方咬合位の咬合接触を荷重条件に適用し、有限要素解析を行った。その結果、咬頭嵌合位、偏心位の両方において2リテーナー型が最も応力が高く、近心カンチレバー型が最も小さいことから、本症例においては近心カンチレバー型接着ブリッジの設計が脱離に対して有用である可能性が示された。

悪習癖などの過大な咬合力は様々な組織への応力の集中を生じさせ、補綴装置や歯根の破折、顎関節の変形など様々な悪影響を及ぼす。本課題では患者の歯列・骨の解剖学的形態データに筋肉・咬合力の口腔機能データを統合したテーラーメイド有限要素解析モデルの作成を行い、補綴装置の材料選択や設計にフィードバックするシステムの開発を行うことを目的とする。有限要素解析モデルの生成は、3Dスキャナーにより歯列形態の取得、CT画像より骨形態の取得、T-ScanIIIにより咬合状態をデジタル化し、座標統合を行った。その三次元モデルを有限要素解析ソフト（Voxelcon）にてボクセルデータに変換した。ボクセルは複雑な組織を正確にモデル化できる特性があり、解析エラーが少ないため、応力解析の高速化が可能となった。本手法を用いて、上顎左側側切歯欠損に対する接着ブリッジの応力解析から、補綴装置の脱離にに対する検討を行った。接着ブリッジの設計は2リテーナー型、遠心カンチレバー型、近心カンチレバー型の3パターンとした。モデルは接着ブリッジ、歯、歯根膜、歯槽骨から構成される。患者の下顎運動から咬頭嵌合位、側方咬合位、前方咬合位の咬合接触を荷重条件に適用し、有限要素解析を行った。その結果、咬頭嵌合位、偏心位の両方において2リテーナー型が最も応力が高く、近心カンチレバー型が最も小さいことから、本症例においては近心カンチレバー型接着ブリッジの設計が脱離に対して有用である可能性が示された。