Development of 3D-printing denture materials with cellulose nanofiber for SDGs and high-strength.

开发用于可持续发展目标和高强度的纤维素纳米纤维 3D 打印义齿材料。

• 批准号: 22K10111
• 负责人: 川口 智弘
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Fukuoka Dental College
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K10111/
• 关键词: セルロースナノファイバー; 3Dプリンター; 義歯材料; 補綴; 歯学

本研究では、疎水性セルロースナノファイバーを3Dプリンティング用アクリル樹脂の補強用繊維として配合することで、3Dプリンティング義歯材料の機械的強度不足を解消し、優れた機械的強度と環境に優しいSDGsな特徴を兼ね備えた3Dプリンティング義歯材料を開発する。さらにその新規材料から高強度義歯床および高強度人工歯を開発することを目指す。光造形方式で製作される3Dプリンティング義歯は、口腔内スキャナーや技工用スキャナーで取り込んだ情報をもとに人工歯部と義歯床部各々のデジタルデータを作成し、3Dプリンティングによって製作されている。その後、義歯床のソケット内に人工歯をはめ込み、義歯床用材料と同じ紫外線硬化性樹脂を用いた後、2次重合して接着させる方法で製作されている。令和４年度の研究では、紫外線硬化性樹脂中にセルロースナノファイバー配合PMMA (Poly Methyl Methacrylate) 樹脂を溶解させることに成功した。また3Dプリンティング義歯床用材料には従来の義歯の接着に有効な酢酸エチルが奏功しなかったことがわかった。酢酸エチル処理では3Dプリンティング義歯床用材料の溶解による小孔形成が十分に発揮されていないと思われる。そこでアルミナブラスト処理によって接着力を高めることができた。アルミナブラスト処理は、被着面を抉るように破壊されていたことから、接着材が発揮する接着強さが3Dプリンティング義歯床用材料の強度より大きいことが示唆された。また紫外線硬化性樹脂の剪断接着強さを向上させるためには、２次重合後の義歯床用材料に対する表面処理を粒径50μｍよりも粒径110μｍのアルミナブラスト処理を行うことが効果的であると示唆された。

在这项研究中，我们通过在丙烯酸树脂中混合疏水性纤维素纳米纤维作为增强纤维进行3D打印，解决了3D打印义齿材料机械强度的不足，并实现了优异的机械强度和环保的SDG，开发了结合以下功能的3D打印义齿材料。 。此外，我们的目标是利用这种新材料开发高强度义齿基托和高强度人造牙。 3D 打印假牙采用立体光刻技术制造，可根据口内扫描仪或技术扫描仪捕获的信息创建人造牙齿和假牙基托的数字数据。之后，将假牙嵌入义齿基托的牙槽中，使用与义齿基托材料相同的紫外线固化树脂后，采用二次聚合粘合的方法制造而成。在2020年度进行的研究中，我们成功地将含有纤维素纳米纤维的PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）树脂溶解在紫外线固化树脂中。研究还发现，对于粘合传统假牙有效的乙酸乙酯，在 3D 打印假牙基托材料中效果不佳。看来，乙酸乙酯处理并没有完全证明由于 3D 打印义齿基托材料的溶解而形成小孔。因此，我们能够通过氧化铝喷砂来提高粘合强度。氧化铝喷砂工艺破坏了粘合表面，就像将其挖掉一样，这表明粘合剂所施加的粘合强度大于3D打印义齿基托材料的强度。另外，为了提高UV固化树脂的剪切粘合强度，对二次聚合后的义齿基托材料采用粒径为110μm的氧化铝喷砂进行表面处理比粒径为10μm的氧化铝喷砂处理更有效。建议为50μm。