Biomechanical study of orthodontic forces generated by orthodontic aligners

令和4年度の研究目的は、アライナーの成型時及び歯の移動時に生じた変形とひずみ分布を定量的に計測し、ひずみと弾性回復を評価することである。【試料及び方法】試料は厚さ1.0mm、直径 125 mm のポリエステルシートを用いた。アライナー作製用樹脂シート表面に2.0mm四方の格子模様を描記し、成型前後および歯の移動に伴うひずみを変形解析するとともに、アライナーの板厚との関係を考察した。歯の移動は犬歯の移動を想定し、歯の移動装置にアライナーを装着、犬歯の配列状態に不整のない位置を開始点（表示荷重を0N）とし、ゆっくりと頬側へ犬歯を移動させ10Nとなった時点、その後除荷を行うため舌側へ徐々に戻し5Nとなった時点、さらに舌側へ戻し0Nとなった時点の４時点を設定した。【結果及び考察】本実験の結果、１）本法は、成型直後の残留ひずみを考慮したひずみ分布の変化を評価可能だった。２）成型直後の最大主ひずみは、犬歯＞側切歯＞小臼歯の順で大きい傾向があった。３）アライナーへの荷重に伴い、最大荷重時の10Nとなる時点で犬歯中央上部において大きな最大主ひずみの上昇を認めた。さらに、除荷を行い初期状態へ復元すると、犬歯のひずみ値は回復を認め弾性回復が起きていることを認めた。４）一連のひずみの推移は周囲の領域と相補的に影響しあっており、弾性回復を認める領域とそうでない領域があった。５）最小主ひずみはほぼ全ての点において正値を示しており、ほとんどの領域で圧縮が起きていないことが示された。６）アライナーの板厚分布は成型時に生じ、小臼歯部で厚く、前歯部は薄く、いずれの歯においても歯頚側に向かって菲薄化を認めた。さらに隣接面は厚い傾向があった。しかし、ひずみ分布と板厚分布に明確な相関性は認められなかった。本研究は、アライナー成型直後の残留ひずみを考慮した上でひずみと弾性回復の関係を評価した点に意義がある。

令和4年度の研究目的は、アライナーの成型時及び歯の移動時に生じた変形とひずみ分布を定量的に計測し、ひずみと弾性回復を評価することである。【試料及び方法】試料は厚さ1.0mm、直径 125 mm のポリエステルシートを用いた。アライナー作製用樹脂シート表面に2.0mm四方の格子模様を描記し、成型前後および歯の移動に伴うひずみを変形解析するとともに、アライナーの板厚との関係を考察した。歯の移動は犬歯の移動を想定し、歯の移動装置にアライナーを装着、犬歯の配列状態に不整のない位置を開始点（表示荷重を0N）とし、ゆっくりと頬側へ犬歯を移動させ10Nとなった時点、その後除荷を行うため舌側へ徐々に戻し5Nとなった時点、さらに舌側へ戻し0Nとなった時点の４時点を設定した。【結果及び考察】本実験の結果、１）本法は、成型直後の残留ひずみを考慮したひずみ分布の変化を評価可能だった。２）成型直後の最大主ひずみは、犬歯＞側切歯＞小臼歯の順で大きい傾向があった。３）アライナーへの荷重に伴い、最大荷重時の10Nとなる時点で犬歯中央上部において大きな最大主ひずみの上昇を認めた。さらに、除荷を行い初期状態へ復元すると、犬歯のひずみ値は回復を認め弾性回復が起きていることを認めた。４）一連のひずみの推移は周囲の領域と相補的に影響しあっており、弾性回復を認める領域とそうでない領域があった。５）最小主ひずみはほぼ全ての点において正値を示しており、ほとんどの領域で圧縮が起きていないことが示された。６）アライナーの板厚分布は成型時に生じ、小臼歯部で厚く、前歯部は薄く、いずれの歯においても歯頚側に向かって菲薄化を認めた。さらに隣接面は厚い傾向があった。しかし、ひずみ分布と板厚分布に明確な相関性は認められなかった。本研究は、アライナー成型直後の残留ひずみを考慮した上でひずみと弾性回復の関係を評価した点に意義がある。