波形データ処理システムによる歯根膜の力学特性の解明と機能回復

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歯根膜の材料学的、生体力学的挙動については、いまだ十分理解されているとは言えない。我々は、歯周疾患等により歯根膜が損傷を受けた際の代用歯根膜、さらには人工歯根への応用開発をめざし研究を進めており、これまで材料力学的性質を検討するため波形データ処理システムを用いて生体力学的モデル実験を行って来たが、実際の天然歯のデータには欠けていた。本年度は、年齢の異なる男女ヒト前歯の減衰振動特性を検討した。得られた波形は、前年度までに確立した波形処理システムおよびマックスウェル粘弾性モデルを用いて解析した。被験者として10代-40代の男女を選び、上顎前歯切端部にインパルスハンマ(平成5年度備品)により衝撃を加え、発生した振動特性を歯牙に取り付けた超小型加速度変換器で関知し、ストレンアンプに導き、AD変換後、パーソナルコンピュータと波形処理ソフトによりCRT上に表示、解析を行った。また、臼歯部の測定は困難であったため、歯牙膜型用人工歯を用い、同様の解析を行った。ヒト前歯振動特性波形は、男女間、年齢差によらず類似した傾向を示した。臼歯部も前歯と余り変わらない波形が得られた。また、FFTアナライザー(平成6年度備品)を用いることにより両波形の相互作用が理解でき、これら各データは、マックスウェル粘弾性モデルで近似できることがわかった。なお、コラーベン人工歯根膜およびアパタイト・コラーゲン複合体を用いた測定では、人歯データと類似した波形特性が得られた。このように、コラーゲン膜の組成や形態を工夫すれば天然歯根膜の挙動に近付けられる目処がついた。今後は、本研究で確立した波形データ処理システムを利用し、人工歯根膜開発に貢献したいと考えている。