機能化したバイオナノファイバー強化による歯科補綴材料の開発

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本研究の目的はバイオマス材料として多方面で改良，開発されているナノサイズのセルロースファイバーを化学的修飾を加えることにより歯科材料の補強材として応用しようとするものである．竹由来のセルロースナノファイバー表面にカップリング剤を応用し歯科高分子材料への補強材応用を試みるものである．まず比較対象として臨床応用されているグラスファイバーによる高分子材料の補強効果を検討した．高分子材料補強効果は著しく，低くても200%程度の曲げ強さの増加を認めた．さらに重合方法を工夫することにより作業時間の大幅な短縮が図れることがわかった．このことにより１）マイクロサイズのフィラーを含有する高分子材料単体よりもファイバー補強材の併用により曲げ強さの大幅な向上が図れること，２）補強効果は高分子材料の種類にはよらないこと，３）高分子材料単体の機械的強度が補強後の強さにも大きく影響することがわかった．加えてナノファイバーに追加添加の可能性があるチタンへの表面処理について検討した．チタンをメタクリレート系レジンに混和，接着するときに必要なのがその永続性であり，処理法の効果について調べた．結果として表面を50ミクロン程度のアルミナ粒子で研削したのちリン酸エステル系モノマーによる改質で無処理と比較して大幅なせん断強さの増加を認めた．この検討により１）表面を機械的にある程度研削する必要がある，２）シリカ系粒子による研削の効果は低いこと，３）リン酸系モノマー処理およびTBB系レジンによる混和接着が効果が高いことなどがわかった．