咬合力や温度変化が歯頚部コンポジットレジン修復に及ぼす影響

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昨年度は異常咬合によって生じた応力分布は窩洞形態に依存すること、さらに修復物と窩壁の間の破壊は接着界面上に生じた応力の垂直成分が大きく関与していることを報告した。今年度は温度変化を与えたときの歯頸部コンポジットレジン修復の接着界面に生じた応力分布について有限要素法を用いて解析し、さらに温度変化や荷重を負荷したときのエナメルベベルの効果についても検討した。まず有限要素モデルを作製し、四辺形8節点要素を用いて要素分割を行った。作製したモデルは、4,044節点、1,228要素から構成された。解析に使用したエナメル質、象牙質およびコンポジットレジンのヤング率、ポアソン比、熱膨張係数はそれぞれ41.4,18.6,10.0GPa、0.3,0.3,0.3、1.2×10,0.8×10,2.5×10^<-5>/℃とした。なお、歯髄のヤング率はエナメル質や象牙質に比べとても小さいので空隙とした。次に根尖の一点をX,Y方向ともに固定し、一様の温度変化を与えて解析を行った。温度変化に伴う変形は各材質において均一、等方性を示すものと仮定した。設定温度は23℃とし、モデルに一様に温度変化(+37,-18℃)を与えた。さらにエナメルベベルを付与したモデルも作製し、温度変化(4,335節点、1,323要素)または咬合荷重(3,087節点、920要素)を負荷して歯頂側窩縁部の応力をベベル付与していないモデルと比較検討した。温度変化を与えたとき、冷却時は接着界面に沿って引張と剪断応力が生じ、加熱時は圧縮と剪断応力が生じた。また、応力の垂直成分は歯肉側壁表層部と比較し歯頂側壁表層部の方が大きかった。エナメルベベルの付与は歯頂側壁に生じた引張応力を緩和した。従って、本研究から温度変化を与えたとき加熱時は接着界面上に主に圧縮応力が生じ、冷却時は主に引張応力が生じることが明らかとなった。さらにエナメルベベルによって温度変化や咬合荷重を負荷しても、歯頂側窩縁部の垂直成分は大きく減少した。