神奈川歯科大学大学院歯学研究科
2017 年 度 博 士 論 文
PEEK チューブを用いた歯科矯正ワイヤーの審美、摩擦特性評価
The Aesthetic and friction characteristics evaluation of orthodontic wires
covered with a polyether ether ketone tube
2018 年 3 月 2 日 白 川 敦 万 Nobukazu Shirakawa 神奈川歯科大学大学院歯学研究科 口腔科学講座 向井義晴教授 指導
論文内容要旨 近年、歯科矯正治療において装置に対して高い審美性が求められているが、 摩擦特性の低下を招くことがあり、臨床で問題となっている。本研究では高強 度プラスチック素材であるポリエーテルエーテルケトン（以下、PEEK）樹脂を 使用したチューブに矯正用ワイヤーを通した状態における摩擦特性と審美性の 評価を行った。 試料として、ステンレススチール（SS）ワイヤー、コバルトクロム（Co-Cr） ワイヤー、およびニッケルチタン（Ni-Ti）ワイヤーの 3 種類のワイヤーをそれ ぞれ二つのサイズ（0.018inch および 0.017inch×0.025inch）に PEEK チューブ を装着した。各ワイヤーはチューブのカバーの有無（カバー無しを Control とし た）で分け、ワイヤーとセラミックブラケット間の最大摩擦力を測定した。さ らに PPEK チューブの審美性を従来のコーティングワイヤーと VITA シェード A1 を対象とした色差（ΔE*ab）の測定により評価した。 その結果、0.016inch ワイヤーの場合、PEEK チューブでカバーした SS と Co-Cr ワイヤーにおいて最大摩擦力は未カバー群（Control 群）と比較して有意 に低い値（p<0.05）を示し、また 0.017inch×0.025inch ワイヤーの場合、チュ ーブでカバーしたすべてのワイヤーで摩擦力は Control 群と比べて有意に低い 値を認めた（P<0.05）．また、PEEK チューブを装着した矯正ワイヤーの審美性 は従来の樹脂コーティングワイヤーと同等の ΔE*ab 値を示した。 本研究から結果から、PEEK チューブを用いた矯正ワイヤーは従来の矯正ワイ ヤーと比べて優れた摩擦特性を示し、審美性も有することが示され、臨床にお いても有効であろうと示唆された。
論文内容要旨 学位申請論文である「PEEK チューブを用いた歯科矯正ワイヤーの審美、摩擦 特性評価」は、高強度プラスチック素材であるポリエーテルエーテルケトン（以 下、PEEK）樹脂のチューブを開発し、矯正ワイヤーとの摩擦特性および審美性 について市販の歯科矯正ワイヤーと比較、評価し、優れた性能を有したことを 示した論文である。 審美性の高い歯科矯正ワイヤーが近年頻用されているが、特にコーティング ワイヤーはコーティングの摩耗や剥離により機械的特性および摩擦特性の低下 を招くことがあり、臨床において課題となっている。本研究では既に工業的用 途に導入されている高強度プラスチック樹脂である PEEK のもつ強度、耐熱性、 耐薬品性などの特性を生かして、チューブを試作し、矯正ワイヤーを通した時 の歯列矯正治療にどのような影響を与えるかを基礎的な研究から実証しようと する研究目的は高く評価できる。 研究方法の概略は以下の通りである。試料は、0.016inch および 0.017inch×0.025inch のニッケルチタン（Ni-Ti）ワイヤー、ステンレススチー ル（SS）ワイヤー、およびコバルトクロム（Co-Cr）ワイヤーの 3 種を使用し、 PEEK チューブは厚さ 0.05mm で内径 0.5mm と 0.8mm の 2 種とした。各ワイ ヤーはチューブのカバーの有無で分け、ワイヤーとセラミックブラケット間の 最大摩擦力を測定した。さらに PPEK チューブの審美性を従来のコーティング ワイヤーと VITA シェード A1 を対象とした色差（ΔE*ab）の測定により評価し た。これらの方法は文献や既存の方法に基づいており妥当なものである。 結果の概略は以下の通りである。0.016inch ワイヤーの場合、PEEK チューブで カバーした SS と Co-Cr ワイヤーにおいて最大摩擦力は未カバー群（Control 群） と比較して有意に低い値（p<0.05）を示し、また 0.017inch×0.025inch ワイヤ ーの場合、チューブでカバーしたすべてのワイヤーで摩擦力は Control 群と比べ て有意に低い値を認めた（P<0.05）．すなわち、PEEK チューブでカバーした方 が最大摩擦力は低下し、ワイヤー独自の矯正力が発揮可能と示唆された。また、 色差値は VITA シェード A1 に比べて PEEK でカバーした群で ΔE*ab 値が高く なったが、従来の審美性コーティングワイヤーと同等の値であった。新規に開 発した PEEK チューブでカバーしたワイヤーは機能的に問題ないことが示され、 歯科矯正治療の発展のためにも寄与するもので極めて評価できる。
本審査委員会は、論文内容および関連事項に関して、口頭試問を行ったとこ ろ十分な回答が得られたことを確認した。さらに開発した PEEK チューブは今 後の歯科矯正治療の発展につながるとの結論に至った。そこで、本審査委員会 は申請者が博士（臨床歯学）の学位に十分値するものと認めた。 本審査委員会は申請者が博士（臨床歯学）の学位に十分値するものと認めた。 2017 年 3 月 2 日 主 査 二瓶 智太郎 教授 副 査 不島 健持 教授 副 査 星 憲幸 准教授
1 緒言 近年、臨床歯科矯正において矯正装置に対し高い審美性が求められている。 矯正歯科器材メーカーは多様な装置の開発を進めており、審美材料を使った装 置に加え、舌側矯正やマウスピース矯正までが存在する。その中でも三次元的 に歯の移動が可能な装置として広く使用されているのが唇側にブラケットと歯 科矯正ワイヤーを装着するマルチブラケット法である。したがって、高い審美 性がブラケットおよび矯正ワイヤーに求められており、多くの研究者たちがセ ラミックまたはプラスチック製の審美ブラケットを開発し、歯科矯正装置の審 美性の向上に努めてきた1,2)。さらにポリマーコーティングされた（テフロンま たはエポキシ樹脂）合金および繊維強化プラスチック(FRP)を用いた審美ワイヤ ーの開発が進み広く矯正治療に使用されている3,4)。しかし、審美コーティング ワイヤーにおいてはコーティング部分の剥離や、従来の金属ワイヤーと審美ブ ラケットに対して強い摩擦力を呈するなど依然課題を多く残している5,6)。さら に合金素材である Ni や Co などが原因となる金属アレルギーや MRI 撮影時のア ーティファクトなどの問題もあり、メタルフリーの歯科矯正ワイヤーの開発も 進んでいる。 ポリマー（プラスチック）は賦形成と審美性に優れており、歯科矯正ワイヤ
2 ーとして金属の代替になる素養を備えているが、通常のプラスチックでは十分 な矯正力を発揮することは困難である。そこで谷本らはガラス繊維強化プラス チック（GFRP）を用いた審美性、賦形成、弾性に優れたワイヤーを報告した７)。 繊維強化プラスチックは非常に優れた高強度素材であるが、製造工程が特殊で あり、また破断面に繊維が露出し粘膜を傷害する懸念もある。こういった背景 を踏まえ、歯科矯正用ワイヤーの開発にあたっては、一定の審美性と従来の金 属ワイヤーと同等またはそれ以下の摩擦特性を兼ね備えた素材を使用すること が最も望ましく、また臨床的な必要性を満たすことができる。 そこで我々は高強度プラスチック素材に着目した。現在日本を含め世界的に 様々なプラスチック材料の開発が進んでいる。工業的に広く用いられているの がスーパーエンジニアリングプラスチック(以下、Sep)であり、従来のプラスチ ックに比べ特に強度や耐熱性に優れたプラスチックである。汎用プラスチック
であるポリエチレン(PE)の引張強さは 1MPa 以下であるが、Sep はその 100 倍
以上の強度を持つ8)。その中でも、ポリエーテルエーテルケトン（以下、PEEK）
は特に高い強度（伸張性および抗折力）を示す。PEEK は Sep の中でも強度、
耐熱性、耐薬品性において最高クラスの性能を持つ。PEEK は比較的新しい高温
熱可塑性ポリマーであり、ケトンおよびエーテル基によって相互接続された芳
3 的から PEEK に対する要求が高まっている。医学においては、整形外科の分野 で PEEK はチタンに変わる代替材料としてすでに臨床応用されており、また歯 科補綴分野においてはインプラント体、アバットメント、およびクランプの材 料として試験的に臨床応用が進んでいる9 – 14)。 本研究で我々は PEEK をチューブ状に規格設定し、その中に矯正ワイヤーを 通す形で PEEK の歯科矯正ワイヤーへの応用を試みた。様々なタイプの従来の 歯科矯正ワイヤーを PEEK チューブでカバーした場合としなかった場合とに分 けその審美性、摩擦特性を評価し、歯科矯正ワイヤー素材としての可能性を検 討した。本研究に関連し利益相反関係にある企業などはない。
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材料および方法
1. 材料
実験には仁礼工業株式会社（東京）によって作製された PEEK チューブを使
用した。PEEK の弾性係数は 3 GPa で、曲げ応力は 80 MPa、金属純物質に対す
る摩擦係数は約 0.23 である15)。 PEEK チューブの規格は内径 0.5 mm と 0.8 mm の 2 種類。PEEK の厚さはいずれも 0.05 mm に設定した。内径 0.5 mm のチュ ーブは最大 0.018 inch のラウンドワイヤーを通すことが可能であり、内径 0.8 mm では最大 0.0215×0.028 inch のレクトアンギュラーワイヤーを通すことが 可能となっている。図１に示すとおり、PEEK チューブに通したアーチワイヤー と既製の金属アーチワイヤーとではアーチフォームに差が見られないことがわ かる。アーチワイヤーは PEEK チューブを事前に手でアーチ状に彎曲させるこ とで、既製のアーチフォームを崩すことなく容易にチューブに通すことが可能 となっている。図２では歯列模型上で実際にブラケットにワイヤーを装着した 状態を示す。上顎は従来のコーティングワイヤー、下顎は PEEK チューブに金 属ワイヤーを通したものである。2 つのワイヤーに審美性の差がほとんどないこ とがわかる。我々は、スレンレススチール（SS）ワイヤー、コバルトクロム(Co-Cr) ワイヤー、およびニッケルチタニウム(Ni-Ti)ワイヤーの 3 種類のワイヤーをそ れぞれ二つのサイズ（0.018 inch および 0.017 x 0.025 inch）用意した。全ての
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ワイヤーは抵抗なく PEEK チューブに通すことが可能となっている。実験に使
用したワイヤーの詳細は表１に示す。
2. 摩擦試験
Redlich M らの方法を参考とした引っ張り試験を行った16 - 18)。実験は乾燥条
件下室温（25 ℃）で万能試験機（AG, I 100 kN, Shimadzu, Kyoto, Japan）を用
いて行われた。使用したブラケットはスロットサイズ 0.022×0.028 inch のセラ
ミックブラケットでありトルク、アンギュレーションはともに 0℃である。図３
に示す通り、実験はワイヤーを 50 mm、PEEK チューブを 15 mm 使用し、ブラ
ケットを SS 鋼プレートに接着し、モジュール結紮(TP elastomer, TP
Orthodontics Japan, Tokyo, Japan）にて固定した。150 g の分銅をワイヤーの下
部に固定し牽引速度 10 mm/分、牽引距離 5 mm とした。PEEK チューブに通し た矯正ワイヤーをブラケットに結紮固定すると、チューブとブラケット、およ びエラスティックモジュールは一体となりワイヤーのみが滑走運動する現象が 起きる(図４)。各ワイヤーは PEEK チューブの有無で分けブラケット-ワイヤー 間の最大静摩擦力の測定を行った。測定はブラケット-ワイヤーの組み合わせそ れぞれに対し１０回計測を行いその平均値を測定値とした。
6 3. 表面性状観察 摩擦試験後における PEEK チューブでカバーした場合としなかった場合の 0.017×0.025 inch アーチワイヤー各種、および摩擦試験前後の PEEK チューブ 内面の表面性状観察を走査型電子顕微鏡(S – 4300 日立製作所)を用いて行っ た。ワイヤーはチューブに覆われた箇所長さ 15 mm にカットし、超音波洗浄器 にて洗浄後観察を行った。PEEK チューブは観察前に電子顕微鏡試料作製用装置
(QUICK CARBON COATER SC – 701 CT サンユー電子株式会社)にて蒸着処
理を行った。
4. 色彩測定
色彩測定は da Silva らの方法を参考に行った19)。図５に示す通り実験ではワ
イヤーを長さ 15 mm にカットした 7 本を束とし、両端を透明なユーティリティ
ワックスで固定し測定を行った。測定には色彩測定器（ShadeEye NCC; Shofu
Inc, Kyoto, Japan）およびシェードタブ（A3, SOLARE; GC Corp, Tokyo, Japan）
を使用した。PEEK チューブでカバーされた SS ワイヤー、PEEK チューブのみ、
2 種類の白色コーティングワイヤー、および VITA シェード A1（Vintage shade
guide, Shofu Inc, Kyoto, Japan）の色差を測定した。シェードガイドの計測は矯
正治療におけるブラケットポジション（FA ポイント）を参照し歯冠中央部を測
7 測定値とした。 色彩値は国際照明委員会の規定における L*a*b*色空間（３つの軸、L*、a*、b* から成る三次元色空間）に基づき求められた。L*値は物体の明度を計測し、完 全な黒を L* 値＝０、完全な白を L* 値＝100 として定量化したものである。a* 値は物体の赤寄り（+a*）緑寄り（-a*）の位置、b* 値は物体の黄色寄り（+b*） 青寄り（-b*）の位置を示す。色差は直交座標系で数量的に定義され、より客観 的な評価を可能とし、十分に人間の色差の感覚が表現される。色差は次の式に
よって表された。⊿E* = ([⊿L*]2 + [⊿a*]2 + [⊿b*]2)1/2 。⊿L*、⊿a*、 お
よび ⊿b* はそれぞれ L*、a*、 b*値における VITA A1 とそれぞれのアーチ
ワイヤーとの測定値の差を表す。臨床環境における色差(⊿E*）の評価として、
求められた色差値は表２で示された国立標準局（NBS）単位20)に変換し評価し
た。
5. 統計分析
統計分析には SPSS バージョン 16.0J ソフトウェア（Windows 用、IBM Japan、
Tokyo）を使用した。測定結果は各群間(PEKK チューブの有無)をワイヤーの種
類それぞれについて t 検定を用いた有意差検定を行った。危険率 5 %未満を有意
8
結果
1. 摩擦試験
それぞれのワイヤーの PEEK チューブの有無における静止摩擦力値を表４に
示す。0.016 inch の Ni-Ti ワイヤーでは PEEK チューブの有無で有意差はみら
れなかった（p = 0.53） 。PEEK チューブでカバーした SS と Co-Cr ワイヤー においては最大静摩擦力は有意に小さな値(p<0.05)を示した。0.017× 0.025 inch の場合、チューブでカバーしたすべてのワイヤーで最大静摩擦力は有意に 小さい値(p<0.01)を示した。さらに、各ワイヤーの動摩擦力においても PEEK チューブでカバーした場合摩擦力の減少が確認された(図６)。 2. 表面性状観察 PEEK チューブでカバーした場合と比較し、カバーしなかった場合のワイヤー ではすべての材質において多くの傷が確認された。また、摩擦試験前後の PEEK チューブ内面を比較した場合試験後において複数の傷が確認され、円滑さも失 われていた(図７)。 3. 色彩測定
色差値⊿E*は VITA シェード A1 に対して PEEK チューブのみで⊿E* = 11.47
9
0.4) 、従来のコーティングワイヤーで⊿E* = 8.59 (SD = 0.38) 、7.04 (SD =
0.15) であった。NBS 単位の評価ではいずれのワイヤーも VITA シェード A1
10 考察 本研究では我々が規格設定した PEEK チューブに歯科矯正ワイヤーを通すこ とで、ブラケットとアーチワイヤー間の摩擦抵抗を軽減できることが引張試験 の結果から示された。またアーチワイヤーを通した状態の PEEK チューブは市 販のコーティングワイヤーと同等の審美性を持つことも確認された。 矯正治療過程で歯が移動する際に発生するブラケットとアーチワイヤー間の 摩擦は臨床上最も懸念される問題の一つである21,22)。 摩擦抵抗が発生する主な 原因は、ブラケットの種類および材質、物理的特性、アーチワイヤーの合金組 成、 結紮の方法などである23-27)。ブラケット・ワイヤー間の摩擦を軽減する方 法としては、イオン注入などの表面処理、ポリテトラフルオロエチレンのコー ティング、ワイヤーまたはブラケットのダイヤモンド状コーティング(DLC コー ティング)などが提案されている28-30)。これらの方法は優れた摩擦軽減結果を得 るも、臨床歯科矯正におけるワイヤーのコーティング部分の剥離、あるいはブ ラケットスロットのコーティング部分の耐久性の脆さなどが問題視される。 最適かつ効率的に歯の移動を達成するためには、我々矯正医は摩擦抵抗によ る矯正力の損失を常に考慮する必要がある。Kusy と Whitleyは、摩擦力が歯科 矯正治療のすべての過程において、歯科矯正力の 12–60％の損失を引き起こす可 能性を報告した31)。この報告はブラケットとアーチワイヤー間の摩擦力が矯正
11 治療における歯の移動効率に深く関係していことを示している。今回の摩擦試 験結果では、アーチワイヤーを PEEK チューブに通すことによって、使用した ほぼ全てのアーチワイヤーで静止摩擦力は大幅に減少することが確認された。 この結果は PEEK の金属に対する優れた耐摩耗性が影響したものと考えられる。 PEEK の金属純物質に対する摩擦係数は約 0.23 であり、これは一般的な空気中 の金属の静止摩擦係数(0.4 ~ 0.8)の約 1/2 の値である。従来のブラケットとアー チワイヤーとの接触を PEEK チューブが間を介する形となり、結果 PEEK の優 れた摩擦特性が発揮され、静止摩擦力および動摩擦力の軽減につながったと考 えられる。すなわち、PEEK チューブを従来の歯科矯正ワイヤーに使用すること は矯正治療における歯の移動効率を大きく向上させる可能性を示唆している。 さらに表面性状観察結果から、摩擦試験後におけるアーチワイヤーの表面性 状は PEEK チューブで覆った場合比較的傷の少ない状態であることが観察され た。矯正治療における矯正ワイヤーの表面性状とブラケット-アーチワイヤー間 の摩擦力との関係は多くの報告がある。金属ワイヤーにおいて摩擦により発生 したワイヤー表面の傷はより多くの凹凸を生みブラケットスロットとの摩擦抵 抗を増加させる。コーティングワイヤーにおいてはブラケットスロット側の表 面コーティング層の破壊および剥離が進み、ブラケット-ワイヤー間の摩擦抵抗 の増加につながる32,33)。今回の結果から、PEEK チューブを使用することで内側
12 を通る金属ワイヤーへの機械的刺激は従来のブラケット-金属ワイヤーのものと 比較し軽減されることが確認された。このことからも PEEK チューブの使用が ブラケット-ワイヤー間の摩擦軽減効果につながり、矯正治療における歯の移動 効率を大きく向上させる可能性を示唆している。 今回の摩擦特性評価結果から PEEK チューブの臨床歯科矯正への応用を検討 すると、その効果が最も生かされる治療ステージは小臼歯抜歯症例における犬 歯の遠心移動をスライディングメカニクスで行う場合であると想定される。そ の際 PEEK チューブは犬歯ブラケット両端で分断する形で装着することで、チ ューブ内側を通るワイヤー上を犬歯、ブラケット、PEEK チューブ、結紮線が一 塊となりスライディングメカニクスにて犬歯の遠心移動が達成されると我々は 考えている。この力系、作用機序についてはさらなる基礎実験、および臨床試 験が必要であり今後の研究課題として進めていく。 現在の歯科矯正治療では、矯正装置に対して高い審美性が要求されている。 審美的なアーチワイヤーの色はブラケットの色とともに歯の自然色と調和する ことが理想的である。しかし、これらの素材の設計において参考とされる歯の 自然色は、使用された色彩測定プロトコル、または人種、性別、年齢などに応 じて大いに異なる可能性がある34,35)。 近年の着色 PEEK 製品の開発と商業化は目覚ましく、フィラーの添加や他の
13 ポリマーとの混合(アロイ化)により PEEK 特有の薄褐色の色調を変えることが 可能となっている。本研究では、新しく開発された PEEK チューブが従来の臨 床矯正治療で使用されているコーティングワイヤーと同等の色差を示すことが 確認された。しかし、いずれのワイヤーも歯の自然色の指標として用いた VITA シェード A1 とはかけ離れた色彩を示した。歯の自然色と調和する色彩の決定は 依然課題を残し、PEEK チューブのさらなる色調の最適化を進めていく必要があ る。今後の展望としては VITA シェードガイドに倣った PEEK チューブのカラ ーバリエーションの作成を検討している。チェアサイドで患者のティースカラ ーに合った PEEK チューブを選ぶような形を目指し、さらなる色調の最適化を 進めていく。 以上のことから、我々が規格設定した PEEK チューブは矯正装置としてより 歯の自然色と調和できるような高い審美性が求められるが、チューブ内に矯正 ワイヤーを通すことによってブラケットとアーチワイヤー間の摩擦抵抗の大幅 な減少を示したことにより、矯正治療における歯の移動効率を大きく向上させ る可能性が示唆された。
14 結論 本研究で我々は PEEK をチューブ状に規格設定し、その中に矯正ワイヤー を通す形で PEEK の歯科矯正ワイヤーへの応用を試みた。歯の自然色とのカラ ーマッチングにおいて一定の課題を残すも、PEEK チューブを使用することでブ ラケットとアーチワイヤー間の摩擦抵抗は大幅に軽減可能であることが確認さ れた。すなわち PEEK チューブを用いることで矯正治療における歯の移動効率 を大きく向上させる可能性が示唆された。
15 謝辞 PEEK チューブ制作にあたり仁礼工業株式会社にご支援を贈りました。ここ に深謝申し上げます。また稿を終えるにあたり、終始御懇篤なるご指導と御校 閲を賜りました本学口腔統合医療学講座 歯科矯正学分野 河田俊嗣先生に深 く感謝の意を表します。
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22 図説 図１ 既製のアーチワイヤーと PEEK チューブでカバーしたアーチワイヤーと の比較写真 図２ ブラケットが接着された歯列模型上におけるワイヤーの装着写真 上顎：従来のコーティングワイヤー。下顎：PEEK チューブでカバーした アーチワイヤー 図 3 （a）摩擦試験に使用した万能試験機 （b）摩擦試験はブラケットが接着 した状態のステンレススチールプレートは万能試験機に固定され、アーチワイ ヤーの上端直線部分から５ｃｍを牽引し測定を行った 図 4 摩擦試験における PEEK チューブでカバーしたワイヤーの滑走運動 (a), (b) チューブとブラケット、およびエラスティックモジュールは一体とな りワイヤーのみが滑走運動する 図 5 (a) 色彩測定における測定ワイヤー (b) 色彩測定に使用したシェード タブ
23 図 6 摩擦試験により得られた解析グラフ (a) , (b) 青色がチューブなし、赤色 がチューブでカバーしたものを表す。Ni-Ti はニッケルチタニウム、Co-Cr はコ バルトクロム、SS はステンレススチールを表す。(c) PEEK チューブの有無に おける各ワイヤーの最大静摩擦力値。測定値は t 検定にて統計解析が行われ、 ＊ は有意差(p < 0.05)を,＊＊は有意差(p < 0.01)を表す。 図 7 摩擦試験後のワイヤーおよび PEEK チューブ内面の表面性状(×1000)
(a1) PEEK チューブでカバーした Ni-Ti ワイヤー
(a2) PEEK チューブでカバーしなかった Ni-Ti ワイヤー
(b1) PEEK チューブでカバーした SS ワイヤー (b2) PEEK チューブでカバーしなかった SS ワイヤー (c1) PEEK チューブでカバーした Co-Cr ワイヤー (c2) PEEK チューブでカバーしなかった Co-Cr ワイヤー (d1) 摩擦試験前の PEEK チューブ内面 (d2) 摩擦試験後の PEEK チューブ内面
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表１ 実験で使用した市販の歯科矯正ワイヤー
表２ National Bureau Standards (NBS)単位による色差の評価表
表３ 色彩測定結果。a. ⊿E*は式 ΔE* =（[⊿L*] 2 + [⊿a*] 2 + [⊿b*] 2）1/2に
よって計算され、VITA シェード A1 と各アーチワイヤとの色差を表す。
b. NBS 単位は次の公式により変換する。NBS 単位=⊿E*×0.92。
25 Figure 1.
26 Figure 2.
ブラケットが接着された歯列模型上におけるワイヤーの装着写真 上顎：従来のコーティングワイヤー。下顎：PEEK チューブでカバーした アーチワイヤー
27 Figure 3. (a) (b) （a）摩擦試験に使用した万能試験機 （b）摩擦試験はブラケットが接着した状態のステンレススチー ルプレートは万能試験機に固定され、アーチワイヤーの上端直線部分から５ｃｍを牽引し測定を行った
28 Figure 4. (a) (b) 摩擦試験における PEEK チューブでカバーしたワイヤーの滑走運動 (a), (b) チューブとブラケット、およびエラスティックモジュールは一体となりワイヤーのみが滑走 運動する
)LJXUH D E D ৯࠾ఈͶ͕͜ΖఈϭϢʖ E ৯࠾ఈͶ࢘༽ͪ͢εΥʖχνϔ
30 Figure 6.
(a) 0.016-inch archwires.
-0.1 0.4 0.9 1.4 0 2.5 5 fo rc e(N ) extension(mm) -0.1 0.4 0.9 1.4 0 2.5 5 fo rc e(N ) extension(mm) 0 0.5 1 0 2.5 5 fo rc e(N ) extension(mm) Ni-Ti SS Co-Cr
31 (b) 0.017 ×0.025 inch archwires. 摩擦試験により得られた解析グラフ (a) , (b) 青色がチューブなし、赤色がチューブでカバーしたものを表 す。Ni-Ti はニッケルチタニウム、Co-Cr はコバルトクロム、SS はステンレススチールを表す。 0 0.5 1 1.5 2 0 2.5 5 fo rc e(N ) extension(mm) SS 0 0.5 1 1.5 2 0 2.5 5 fo rc e(N ) extension(mm) Co-Cr 0 0.5 1 1.5 2 0 2.5 5 fo rc e(N ) extension(mm) Ni-Ti
F 0D[LPXPVWDWLFIULFWLRQIRUFHRIHDFKZLUH F 3((. οϣʖϔ༙ໃͶ͕͜Ζ֦ϭϢʖ࠹੫ຐࡴྙɽஊͺϭϢʖγθ LQFKHVɼԾ ஊͺ îLQFKHV ΝනͤɽϭϢʖγθఈͺ W ݗఈͶͱ౹ܯմੵ͗ߨΚΗɼːͺ༙қࠫ S Νːːͺ༙қࠫ S Νනͤɽ 0 0.5 1 1.5 2 2.5 16Ni-Ti 16Co-Cr 16SS M axi m um st atic fri ction fo rc e(N ) Non PEEK With PEEK 0 0.5 1 1.5 2 2.5 1725Ni-Ti 1725Co-Cr 1725SS M axi m um st atic fri ction fo rc e(N ) Non PEEK With PEEK With PEEK With PEEK With PEEK 16
33 Figure 7.
(a1)
(a2)
(a1) PEEK チューブでカバーした Ni-Ti ワイヤー (a2) PEEK チューブでカバーしなかった Ni-Ti ワイヤー
34
(b1)
(b2)
(b1) PEEK チューブでカバーした SS ワイヤー (b2) PEEK チューブでカバーしなかった SS ワイヤー
35 (c1)
(c2)
(c1) PEEK チューブでカバーした Co-Cr ワイヤー (c2) PEEK チューブでカバーしなかった Co-Cr ワイヤー
36 (d1)
(d2)
(d1) 摩擦試験前の PEEK チューブ内面 (d2) 摩擦試験後の PEEK チューブ内面
37 Table 1.
材料名 略称 製品名 メーカー名
Stainless steel SS SS wire ORTHIKA International
Co-Cr alloy Co-Cr VIM CC(Co-Cr) ORALCARE
Ni-Ti alloy Ni-Ti G4 Nickel Titanium
Archwire
ORTHIKA International
White-coated wire Ni-Ti Taini-Roy Wire Nano
White
DENSPLY SANKIN
White-coated wire Ni-Ti Ever White BIODENT
38 Table 2. NBS 単位 色差の程度の評価 0.0–0.5 Trace きわめてわずかに異なる 0.5–1.5 Slight わずかに異なる 1.5–3.0 Noticeable 感知しえるほどに異なる 3.0–6.0 Appreciable 著しく異なる 6.0–12.0 Much きわめて著しく異なる 12.0+ Very much 別の色系統
39 Table 3.
Wire type mean ⊿E* (SD) ª NBS Units b
PEEK alone 11.47 (0.19) 10.55
SS wire covered with the PEEK tube 8.82 (0.4) 8.11
Nano White 8.59 (0.38) 7.90
Ever White 7.04 (0.15) 6.47
色彩測定結果. a. ⊿E*は式 ΔE* =（[⊿L*] 2 + [⊿a*] 2 + [⊿b*] 2）1/2 によって計算され、VITA シェード A1 と各アーチワイヤとの色差を表す。
40 Table 4. Friction force (N) values (mean ± SD).
PEEK チューブの有無における各ワイヤーの最大静摩擦力値。
Wire Non-PEEK tube With PEEK tube T value P value
0.016-inch Ni-Ti 0.401 ± 0.19 0.451 ± 0.063 0.55 0.58 0.016-inch Co-Cr 1.24 ± 0.08 0.94 ± 0.108 7.4 < 0.05 0.016-inch SS 1.09 ± 0.21 0.746 ± 0.096 7.8 < 0.05 0.017 × 0.025-inch Ni-Ti 1.574 ± 0.034 0.78 ± 0.301 8.1 < 0.01 0.017 × 0.025-inch Co-Cr 1.741 ± 0.061 0.99 ± 0.294 9.8 < 0.01 0.017 × 0.025-inch SS 1.87 ± 0.145 0.91 ± 0.033 9.9 < 0.01
