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(1)論 生 体硬組織 の微細加工 に関する研 究(第1報)* 一 ウ ォ ー タ ジ ェ ッ トによ る 齲 蝕 部 の 除 去 加 工 一. 平. 尾. 政. 利**山. 岸. 甚 太 郎***小. 野. 哲 †. Micro Machiningfor Human Hard Tissue (1st Report). -Removal of Carious Dentin Using Micro WaterJet-. MasatoshiHIRAO,Jintaro YAMAGISHIand Satoshi ONO. Current general odontotherapy uses a diamond small tool to remove caries. Mechanical grinding has generated a vibration, heat, noise, and so on, and causes patients mental and physical pain. In order to avoid these problems, he proposed micro water. jet machining. The advantages of using water jet are that it can remove only soft carious dentin and causes less heat during processing than does mechanical grinding. He measured Vickers hardness in caries and showed that caries is soft compared with normal dentin. In this study, he compared performance of water jet and abrasive water jet machining with mechanical. grinding for machining force and heat. In addition, he used a harmless abrasive (nut powder) to remove carious dentin. It is found that abrasive water jet machining is useful for odontotherapy. Key words: water jet, hardness, abrasive, caries, dentin. 工 法)と. 1.緒言. 現 在 の 歯 科 治 療 で は,一 般 的 に 機 械 的 な 方 法(ハ. に よ る研 削)に. よ り齲 蝕(う. を 行 って い る.こ れ は,ハ. 比 較 し,ウ ォ ー タ ジ ェ ッ ト加 工 の 臨 床 応 用 へ の可 能 性. につ い て 検 討 した.. し ょ く)部,い. ン ド ピー ス 内 の ダ イ ヤ モ ン ドバ ー を. タ ー ビ ン に よ り回 転 さ せ,口 腔 内 の 挟 隘 空 間 で 研 削 加 工 を 行 う も の で あ る.し か し,加 工 時 に 振 動 や 熱,音. な どが 発 生 し,人. 体 に か な りの精 神 的,肉 体 的 苦 痛 を 招 来 す る.一 方,レ を 利 用 す る 治 療 法 も近 年 精 力 的 に研 究 され て い る.し. 体 に及 ぼす 影 響 は無 視 す る こ と が で き ず,場. 2.実. ン ドピー ス. 験. 方. 法. わ ゆ る虫 歯 の 除 去. ーザ光. か し,人. 合に よっては 目に. 対 す る障 害 も起 こす 可 能 性 が あ る と指 摘 され て い る1)2).最. 近,. 2.1ウ. ォ ー タ ジ ェ ッ ト加 工 装 置. 歯 の 齲 蝕 部 分 を 選 択 的 に 除 去 加 工 す る た め に,ウ. ェ ッ ト加 工 装 置 を 使 用 し た.装 1(a)は,ウ. 図1(b)は,ウ. 置 の 概 略 図 を 図1に. ォー タジ. 示 す.図. ォ ー タ ジ ェ ッ トの み に よ っ て 加 工 を 行 う装 置 で, ォ ー タ ジ ェ ッ トに 研 磨 材(ア. ブ レ シ ブ)を. ぜ た ス ラ リ を 噴 射 す る 加 工 装 置 を 示 す.図1(b)に ア ブ レ シ プ の ジ ェ ッ トノ ズ ル へ の 搬 送 は,ア. 混. お い て,. ブ レシ ブ 供 給 装. 新 た な治 療 法 と して エ ア ジ ェ ッ ト法 な ど の ビ ー ム 加 工 方 法3)が. 置 内 に設 置 され て い る バ イ ブ レー タ を 駆 動 さ せ る こ と に よ り. 検 討 され て い る 。 我 々 は こ の よ うな ビー ム加 工 方 法 の 一 つ と し. 行 っ た.. て ウ ォー タ ジ ェ ッ トを利 用 した 齲 蝕 除 去 方 法 を試 み た.. ウォータジ ェッ ト加工 は,他 の機械 加工 に比べ幾 つか の優れ. た特徴 を有 して いる41歯. の齲蝕 部分 を除去 するた めにそ れ を. ウ ォー タ ジ ェ ッ ト ノ ズ ル は 耐 摩 耗 性 を 考 慮 して ダ イ ヤ モ ン. ドで 作 成 し た も の を 使 用 し た.一. 方,ア. ブ レシ プを いれた ウ. ォー タ ジ ェ ッ ト(以 下 ア ブ レ シ プ ジ ェ ッ ト)の ノ ズ ル は,耐. 利用 した ときの利点 は,(1)高エ ネルギ密 度加工 法で あるため,. 摩 耗 性 と ノ ズ ル の 交 換 頻 度 を 考 慮 し超 硬 で 作 成 した も の を 使. 材料に対す る変 形や ひずみ,残 留応 力が 小 さい.(2)ウ ォータ ジ ェ ッ トの水圧 を変え る ことによ り硬質 材料 に付 着 して い る軟 質. 用 し た.ノ. 材料部分のみ を除去 できる.(3)加 工時 に発生す る熱が小 さい,. 制 御 す る こ と に よ って 調 整 し た 。 ア ブ レ シ ブ ジ ェ ッ トノ ズ ル. な どが挙げ られ る.. の 噴 射 径 は1mmで. 本研究で は,こ れ らの特徴 を生か し基礎的視 点か ら齲 蝕除 去 に関す る実験 的検討 を行 った。本報 では,痛 み を伴わ な い齲 蝕. の 概 観 寸 法 は長 さ が75mm,外. 治療の開発 を 目的 と し,加 工時 に発生 す る加 工力や温 度 の特 性. 不知 や歯槽膿 漏な どによ り健 全な まま抜かれ た歯な ど)を 使 用 した.こ れ をホル ムアル デ ヒ ド水溶 液 に浸 して保存 し,実 験 の. を求めた.そ して,実 用 に供 されて いる齲 歯の治療法(研 削加 *原. 稿受 付. 平成11年6月22日. **正 会 員 金 沢大 学工 学部(金 沢市 小立 野2‑40。20) ***金沢 大学大 学 院 † 金沢 大学大 学 院(現,(株)荏 原製作所;東 京都大 田区羽 田旭 町 11 ‑1). ズ ル と被 加 工 物(歯)の. 囲 で 可 変 す る.ジ. 距 離 は,0〜10mmの. ェ ッ トの 噴 流 速 度 は,ジ. あ る.ま. た,ア. 範. ェ ッ トポ ン プ 圧 を. ブ レ シ ブ ジ ェ ッ トノ ズ ル. 径 が10mmの. 大 き さ で あ る.. 試 料 に は,歯 科医院 にお いて抜 き取 られた齲歯や健 全歯(親. 際に は水 洗 した.ジ ェ ッ ト加 工 を行 う前 に,齲 歯 を安 定に保持 する ためそれ をプ ラスチ ック容器 に入れ,そ の 中に樹脂 を流 し 込んだ.そ して歯 の2/3程 度 が埋 まる(図1)よ. うに し1日 放. 置 した.硬 化 後の樹脂は ノズル に対 向す るよ う にして万力で保. 精 密 工 学 会 誌Vol.66,No.6,2000881.

(2) 平尾 ・山岸 ・小野:生 体硬組織 の微細 加工に関する研究(第1報). 3.実 3.1齲. 蝕 部 位 の 特 定 と硬 さ 測 定. 健 全 な 歯 は,エ. ナ メル 質(Enamel)や. ン ト質(Cementum)等 は,主. 験結果 および考察. 象 牙 質(Dentin) ,セ メ か ら構 成 され て い る .歯 の 保 存 修 復 作 業. と して エ ナ メ ル 質,象 牙 質 の硬 組 織 の 欠 損 部 を対 象 に行. わ れ て い る. エ ナ メ ル 質 と象 牙 質 の 齲 蝕 機 構 はそ れ ぞ れ 異 な っ て い る .エ ナ メ ル 質 は92〜96%ま あ る.脱. で が石 灰 塩 で あ り,病 変 の主 体 は 脱 灰 で 灰 軟 化 した あ と 白 濁 も し く は着 色 を し,ほ どな く 崩壊. す る.齲 蝕 部 分 は 肉 眼 で確 認 す る こ と が で き る .こ の た め,除 去 の 範 囲 を 決 定 す る こ と は 比 較 的 容 易 で あ る .一 方,象 20%の. 牙 質は. コ ラー ゲ ン線 維 を主 と す る有 機 質 を含 ん だ 生 体 か ら で き. て い る.そ. し て そ の 生 体 内 を 無 数 の 象 牙 細 管 が 通 っ て お り,そ. の 中 を象 牙 芽 細 胞 突 起 が 入 り込 ん で い る.そ れ は ,栄 養 付 与 源 と も な っ て い る.し た が っ て 病 変 の主 体 は,脱 灰 と有 機 性 気 質 の 破 壊 の 両 方 か ら成 り立 っ て い る.そ も崩 壊 す る こ と な く,多 して い る6).よ. の た め ,内 部 が 脱 灰 して く の細 菌 が そ の 途 中 ま で侵 入 して 生 存. っ て,象 牙 質 の 欠 損 の 修 復 に 先 立 っ て ,齲 蝕 象. 牙 質 を どの 部 位 ま で 除 去 す るか が 重 要 な 問 題 とな る.. 象牙 質 の齲 蝕部 分 の検 知 は,齲 蝕 検知 液 を用 いて 行 った. 健全 な象牙 質 と齲 蝕作用 を受 けた 象牙質 では,歯 の機 械的性質 が異 なる.機 械的 性質 は,歯 の硬 さ(ビ ッカー ス硬 さ)を 測定 して評価 した. ウ ォ ー タ ジ ェ ッ ト加 工 の 対 象 と し た 歯 の 赤 染 状 況 の 写 真 と Fig.1. Machining. setup. 象 牙 質 の 齲 蝕 部 分 断 面 を ビ ッ カ ー ス 硬 さ で 測 定 し た 硬 さ測 定 マ ッ プ を 図2に. 持 し,加 工 を行 っ た,. 真 の 赤 染 部 分 と赤 染 して い な い部 分. の境 界 を 硬 さ 測 定 マ ッ プ に示 す.図2か. 歯 の 加 工 を 行 う際 には,図1に. 示 すよ うに ウォータ ジェ ッ ト. は,歯. を一 定 の 速 度 で 送 る.加 工 後,歯. に齲 蝕 検 知 液 を滴 下 して 加 工. お り,HV10〜30に. の 状 況 を 調 べ た. ウ ォ ー タ ジ ェ ッ トを用 い て 歯 の 加 工 を 行 う と,歯 に は 加 工 力. ま で 低 下 し て い る 。 ま た ,HV40付. こ. れ らの負 荷 圧 力 や 温 度 を 実 際 の 歯 科 治 療 時 に発 生 す る 負. 象 牙 質 の ビ ッ カ ー ス 硬 さがHV60〜80で と 明 らか な 違 い が み られ る.こ. 近で. 途 研 削 装 置 を作 成 し,校 正 用. 果 か ら,ウ. の デ ー タ を収 集 した.研. 状 ダ イ ヤ モ ン ド砥 石 を一 定 速. 的 除 去 が 可 能 で あ る と い え る.. 削 は,棒. 度 で 回 転 させ て 加 工 点 に 水 を供 給 しな が ら行 った. ウ ォー タ ジ ェ ッ トによ る 加 工 の 場 合,加. の結. ォ ー タ ジ ェ ッ トの 特 徴 を 生 か して 齲 蝕 部 分 の 選 択. エナ メル質 の齲 蝕 は,歯 垢 な どによって増殖 した ミュー タ ン. 工 力 や 加 工 時 に発 生. ー ドセ ル と 熱 電 対 を用 い て そ れ ぞ れ 測 定 し た .. そ の 際 温 度 の測 定 は,研 削 面 か ら2mm隔. あ る ことを考慮 す る. の こ とか ら ,健 全 部 分 と齲 蝕. 部 分 と は 硬 さ に 大 き な 違 い が 見 られ る こ と が わ か る.こ. 荷 圧 力や 温 度 と 比 較 す る た め,別. す る 温 度 は,ロ. ら象 牙 質 の 齲 蝕 部 分. の 上 部 に 近 づ くほ ど ビ ッ カ ー ス 硬 さ の 値 は 低 く な っ て. 齲 蝕 部 分 と 健 全 部 分 と の 境 界 が 赤 染 して 存 在 して お り,健 全. が 加 わ り,マ イ ク ロ領 域 に お い て 温 度 の 上 昇 が見 られ る .そ で,こ. 示 す.写. ス連鎖球 菌が 生み 出す有 機酸(乳 酸)の 作用 によ り,り ん酸 カ ルシ ウムが電離す るた めに起 こる.本 実 験で は,人 の歯の エナ. たった箇 所に小孔 を. メル質部 の硬 さを直接測 定せず;.人 工的 に齲蝕部 を生成 した模. あ けて 熱 電 対(銅 一コ ンス タ ン タ ン)を 挿 入 し て行 っ た .象 牙 質. 造 歯 につ いて検討 を行 った,模 造歯(エ ナ メル質 部)は 次 に述 べる過程で作成 した.. を貫 通 し,熱 電 対 を 加 工 す る ま で 定 点 加 工 を行 い,貫 前 の 最 高 温 度 を 加 工 温 度 と した.被 る加 工 の 場合.ウ. 削 材 は,ハ. 通す る手. ン ド ピー ス に よ. ォ ー タ ジ ェ ッ トで 加 工 を行 う場 合 とも. ,エ ナ. 齲 蝕 の機 構 はエ ナ メル 質 の 脱 灰 で あ る た め,そ れ と同 質 に す る必 要 か ら,エ ナ メル 質 組 織 部 の代 替 材 で あ る アパ タ イ トペ レ. メル 質 の代 替 材 で あ る アパ タ イ トペ レッ トを 使 用 した . 2.2齲 蝕部 位 の観察 測 定. ッ トを乳 酸(市 販 品)に4〜5週. ウ ォ ー タ ジ ェ ッ トに よ る 齲 蝕 部 位 の 除 去 加工 を 行 う際 ,あ らか じ め 齲 蝕 部 位 の 特 定 と 齲 蝕 の 程 度 を 観 察 ・計 測 して お く. 3に 脱 灰 アパ タ イ トペ レッ トの ビ ッカ ー ス 硬 さ を示 す.図3か. 必 要 が あ る.本. い る様 子 が わ か る.ま た,硬. 研 究 で は,齲. 蝕 部 位 の 特 定 は 肉 眼 観 察 と ,ビ ッカ ー ス 硬 度 計 に よ る硬 さ の 測 定 を 併 用 して 行 っ た .齲 蝕 部. の 硬 さ は 健 全 象 牙 質 の ビ ッ カ ー ス 硬 さ(HV60〜80)に 小 さ い こ と が 知 られ て い る.齲 らな い 部 分 の 特 定 は,齲. 882精. 比べ て. 蝕 が進 ん で 除去 しなけれ ばな. 蝕 検 知 液 を 用 い て 行 っ た .齲 蝕 部 は. 検 知 液 に よ っ て 赤 染 す る5).. 密 工 学 会 誌Vol.66,No.6,2000. 間 浸 し,脱 灰 を 確 認 す るた め,. ビ ッ カ ー ス 硬 度 計 で ア パ タイ トペ レ ッ トの 表 面 を 測 定 した .図. ら,表 面 か ら の距 離 が0.3〜0.4㎜. あ た り まで 脱 灰 が 進 行 して. さ も約1/3ま. で 低 下 して い る.健. 全 な エ ナ メ ル 質 の 歯 の ビ ッカ ー ス 硬 さがHV300〜400で. あるこ. と と比 較 して も,そ の値 は大 き く異 な る と い え る. 3.2齲 図4に,ウ. 蝕 部 位 の ウ ォ ー タ ジ ェ ッ ト加 工 と 研 削加 工 ォ ー タ ジ ェ ッ トで実 際 の 歯 を加 工 した と き の加 工. 前 後 の 状 態 を示 す.実. 験 は,表1(No.1)に. 示す加工条件で行.

(3) 平尾 ・山岸 ・小野:生 体 硬組織の微細加工 に関する研究(第1報). itions. Fig.4 Photographs ofprocessedcariousarea(water jet). Fig.2. Vickers hardness of carious dentin. Fig.5. Photographs of processed cariousarea(abrasivewater jet). 質部 まで も除去 され るといった問題が ある.. Fig.3. Relation. between. distance. from surface. 齲蝕 部 をハ ン ドピー ス を用 いて 研 削す る ことで 除去す る加 工 法 の場 合,時 として 「 痛 み」 を惹 起す る場合 が あ る,露 出. and hardness. した象牙 質が 研 削 によ って何 らか の刺激 を受 けて 反応(象 牙 った.Dwは. ウ ォ ー タ ジ ェ ッ トノズ ル 径 、Daは. ッ トノズ ル 径 で あ る.圧 力44MPa時 で あ る.図4か か,表1の. ア プ レシ ブ ジ ェ. に は 加 工 時 の水 量 は 約8m1/s. ら,象 牙 質 部 に比 ベ エ ナ メル 質部 は 硬 質 な た め. 加 工 条 件 で は象 牙 質 部 の み 加 工 され,エ. ナ メル 質 部. の加 工 状 況 につ いて は 判 然 と し な か っ た.象 牙 質 部 の 加 工 が 確 実 に 行 わ れ た か ど う か 確 認 す る た め,加 液 を 再 度 滴 下 した.し. 工後 の齲菌 に齲蝕検 知. か し 赤 染 反 応 が な く,齲 蝕 部 が 除 去 さ れ. た こ とが わ か る. エ ナ メル 質 部 を水 だ けで 加 工 す る こ と は,低 圧 ジ ェ ッ トで は 困 難 で あ る.そ. の た め,研. 磨 材 を ウ ォ ー タ ジ ェ ッ トに添 加 す る. ア ブ レ シブ ジ ェ ッ ト加 工 を試 み た.研 磨 材 に はGarnet#60を. 用. い た.ア プ レ シブ ジ ェ ッ トで 齲 歯 を加 工 した と き の 状 態 を 図5 に示 す.実 験 は,図4と 行 っ た.図5か. 同 様 に表1(No.2)に. 示 す加工条件で. ら,齲 蝕 象 牙 質 部 が 加 工 され て い る 様 子 が わ か. る.し か しな が ら,本 実 験 条 件 の下 で は,ア. ブ レシブジ ェッ ト. の 加 工 能 力が 格 段 に 向 上 す る た め,再 石 灰 化 可 能 な 健 全 な 象牙. Table1 Experimental cind. 質知 覚 と呼 ばれ る)し た結果 生 ず る.歯 の 刺激 は,研 削砥 石 によ って与 え られ る機械 的 な圧 力 の ほか に,研 削 に伴 って 発 生 す る研 削 熱が あ る. そ こ で,ハ ン ドピ ー ス を 用 い る研 削 加 工(在 ー タ ジ ェ ッ トに よ る 加 工(本 研 究 の 加 工 法)で. 来 法)と. ウォ. ,加 工 に 伴 う. 温 度 の 上 昇 が い か な る 程 度 で あ る の か を 検 討 し た.ハ ン ド ピ ース で の実験 は ,ス テ ィ ッ ク 状 の ダ イ ヤ モ ン ド砥 石 を 用 い, 工 具 回 転 速 度 を278000rpm(無. 負 荷 時),研 削 速 度 を1400m/min,. テ ー ブ ル 送 り速 度 を1mm/s,切. 込 み 深 さ を0.05,0.10,0.15mm. の3通. り に変 え て 行 っ た.ア ブ レ シ プ ジ ェ ッ トに よ る 加 工 は,. 図1(b)に. 示 し た 実 験 装 置 で 行 っ た.ま. た,被. 削材 に はアパ タ. イ トペ レ ッ トを 用 い た. 図6に,単 す.研. 位 時 間 あ た りの 除 去 加 工 量 と 加 工 力 の 関 係 を 示. 磨 材 に はGarnet#100を. した.加. 使 用 し,供 給 量 は2091minと. 工 力 は す べ て 垂 直 方 向 成 分 の み で あ る.図6か. 研 削 の 場 合,ア. ら,. ブ レ シ ブ ジ ェ ッ トの 場 合 と も,除 去 量 が 増 す. 精 密 工 学 会 話Vol,66.No.6.2000883.

(4) 平尾 ・山岸 ・小 野:生 体硬組織 の微細加 工に関する研究(第1報). Fig.6. Fig.7. Relation between. machining. Fig.8Relationbetweenpumppressureandtemperature. rate and cutting force. Relation between distance frommeasuredareaandtemperature F5g.9Relationbetweenabrasivesmassflowrateandmachiningarea. に つ れ て 次 第 に 加 工 力 が 増 加 す る様 子 が わ か る.ハ. ン ドピ ー 齟. ス と ア プ レ シ ブ ジ ェ ッ トで 加 工 力 の 絶 対 値 に 大 き な 差 は 見 ら れ な い.し. か し,ハ. ン ド ピ ー ス の 場 合,冷. 場 合 と施 さ な い 乾 式 の 場 合 とで は,加 却 し た 場 合 の 方 が,加 ッ トの 場 合 は,ス. 却 を 施 した 湿 式 の. 工 力 の 値 が 異 な る.冷. 工 力 が 小 さ い.一. 方,ア. ら加 工 部 分 ま で の距 離)に. ズ ルか. よ っ て 加 工 力 の 値 が 異 な る.ス. タ. ン ドオ フ 値 が 小 さ い場 合 に は加 工 力 が 大 き くな る の が 図6か ら推 察 さ れ る. 図7に,ハ. 温 度 測 定 結 果 を 示 す.温 度 の測 定 は,研. 削面 か ら2mm隔. たっ. た 箇 所 に 小 孔 を あ け て熱 電 対(銅 一コ ン ス タ ン タ ン)を 挿 入 し て. か ら,い. 横 軸 は研 削 点 か ら の 距 離 を 表 して い る.図7. ず れ の 切込 み 深 さ の 場 合 と も,研. っ れ 急 激 に 温 度 が 下 が り,約0.3mmの の 値 に 収 束 し,そ. 削 点 か ら離 れ る に. 距 離 の所 で ほぼ一 定. れ 以 後 の 距 離 で は 極 め て 緩 や か に減 少 して. い く.切 込 み深 さ が 大 き い 場 合 研 削 温 度 も高 い.切 0.05mmと 図8に. 小 さ い場 合 で も約50℃. 込 み量 が. の 高 温 と な る.. 茎 な ど)・へ の ジ ェ ッ トの 噴 射 で あ り,人 体 に 損 傷. を 与 え る 恐 れ が あ る.こ れ を避 け る た め に は,ジ. ェ ッ ト圧 力 を. 下 げ る こ とが 望 ま し い が,加 工 能 率 の 点 か らお の ず と 限度 が あ る.そ. の た め,前. 述 した 通 りウ ォ ー タ ジ ェ ッ トに 研 磨 材 を 混 入. して ス ラ リと して 加 工 力 を あ げ,噴 射加 工 を行 っ た.. 様,研. 削 面 か ら2mm隔. 孔 を あ け て 熱 電 対 を挿 入 して行 った.加. た った 箇 所 に 小. 工 は,研. 磨 材を添加 せ. ォ ー タ ジ ェ ッ ト加 工 の み に つ い て 行 っ た.図8か. ウ ォ ー タ ジ ェ ッ ト加 工 の 場 合,ポ. か し,そ の 絶 対. 値 は ス タ ン ドオ フ値 に ほ と ん ど依 存 しな い.ま 力 を 大 き く し て71MPaに. た,ポ. 設 定 し た 場 合 で も,32℃. しか 温 度 が 上 昇 しな か っ た.こ. ら,. ンプ圧 力が 増す につれ て次. 第 に 温 度 も高 く な っ て い く様 子 が わ か る.し. れ は,ジ. な い.本 研 究 で は,天 然 素 材 の 一 種 で あ る くる み の 殻 の粉 末(モ ー ス 硬 さ2 .5〜3.0)を 用 い て 実 験 を 行 っ た.ま た,加 工 物 と し て 厚 さ5mmに 図9に,ア. ス ラ イ ス した 歯(健 全 な 象 牙 質 の 歯)を 用 いた. ブ レ シプ 供 給 量 と 除去 加 工 量 の 関 係 を 示 す.グ. フ に幾 分 ば ら つ き は み られ る も の の,ア. ラ. プ レシブ供給量 が増え. る に っれ て 加 工 量 が 増 加 す る こ とが わ か る.加 工 量 は,ポ. ンプ. 圧 力 が 大 き い ほ ど多 い.ま た,図9か. らア プ レ シ ブ の供 給 が 無. い 場 合 は,ポ. 場 合 にお い て も加 工 が 行. ンプ 圧 力 が19〜38MPaの. わ れ た 様 子 は見 られ な か った,1. ウ ォ ー タ ジ ェ ッ ト加 工 時 の 温 度 の 測 定 結 果 を 示 す.. 温 度 の測 定 は,図7同. ず,ウ. ウ ォ ー タ ジ ェ ッ ト加 工 で 憂 慮 す べ き 点 は,誤 動 作 に よ る歯 以. 歯 の治 療 の 場 合,研 磨 材 は 人 体 に 無 害 な もの で な け れ ば な ら ン ド ピー ス を 使 用 し て 研 削 加 工 を 行 っ た 場 合 の. 行 っ た.図7の. る み のパ ウダ に よ る ジ ェ ッ ト加 工. 外 の 部 分(歯. ブ レシプ ジ ェ. タ ン ドオ フ 値(Standoffdistance:ノ. 3.3く. ンプ圧. ほ どまで. ェ ッ トに よ る 強 制 冷. し か しな が ら,ア ブ レシ ブ を幾 分 な りと も供 給 し始 め る と 加 工 が な され る様 子 が 図9か い19MPaの. ら認 め られ る.ポ. ン プ圧 力 が最 も低. 場 合 で も加 工 が行 わ れ る こ とが わ か る.す な わ ち,. ア ブ レシ プ を供 給 す る こ と によ っ て 低 圧 加 工 が 可 能 と な る,当 然 な こ と で あ る が,ア. ブ レ シブ 供 給 量 が 少 な い と加 工 能 率 も悪. くな る,供 給 量 と して は,15g/min以. 上 にす る と加 工 能 率 が 向. 上 す る. 図10に,ア. ブ レ シ ブ供 給 量 と加 工 力 との 関 係 を示 す.図10. か ら,ア ブ レ シ ブ 供 給 量 を 増 や す と急 激 に 加 工 力 が 低 下 し,そ. 却 効 果 が 大 き い た め と考 え られ る.温 度 の 観 点 か ら 見 る 限 り,. の 後7〜8g/minの. ハ ン ド ピー ス に よ る研 削 加 工 の 場 合 よ り も ウ ォ ー タ ジ ェ ッ ト. 量 を 増や して い って も 加 工 圧 力 の 値 は 変 わ ら な い.し. に よ る 除 去 加 工 の 方 が 優 れ て い る と い え る.. 工 力 の絶 対 値 は ポ ン プ圧 力 が 大 き い 方 が 大 き い,実 際 の ハ ン ド. 884精. 密 工 学 会 誌Vol.66,No,6,2000. 所 で は ほ ぼ一 定 の 値 とな る.そ れ 以 降. 供給. か し,加.

(5) 平尾 ・山岸 ・小野:生 体硬組織 の微細 加工に関する研究(第4報). て お らず,高 温 で 生 じる 刺 激 は 発 生 しな い と 言 う こ とが で き, ア ブ レシ プ ジ ェ ッ ト加 工 の 臨 床 応 用 へ の 可 能 性 が 極 め て 高 い と いえ る.. 4.結. 論'. ハ ン ドピー ス に よ る歯 科 治 療 法 に 代 わ る 方 法 と し て,ウ. ォ. ー タ ジ ェ ッ ト加 工 方 法 を 利 用 し,実 験 的 検 討 を 行 っ た.そ. の. 結 果,次 (1)エ. の 結 論 を 得 た. ナ メ ル 質(ア パ タ イ トペ レッ ト)を 脱 灰 した材 料 や 象. 牙 質齲 蝕 部 の 硬 さ を マ イ ク ロ ビ ッ カ ー ス 硬 度 計 で 測 定 し、 Fig.10. Relation. between. abrasives. mass flow rate and cutting. 硬 度 の マ ッ ピ ン グ を 行 っ た.. force. (2)ア. パ タ イ トペ レ ッ トを加 工 した と き の ポ ンプ 圧 力 とス タ. ン ドオ フ距 離,除 去 加 工 量 の 関 係 を 明 らか に した., (3)ハ. ン ドピース を用 いた研 削 加工 とアブ レシブ ジェ ッ ト. 加 工 の 加 工 力や 加 工 熱 を 計 測 し,比 較 検 討 し た.そ 果,ウ. の結. ォ ー タ ジ ェ ッ トは 歯 科 治 療 に 適 用 可 能 で あ る こ と. が 明 らか に な っ た, (4)く. るみ を使 用 した ア ブ レ シ ブ ジ ェ ッ ト加 工 に よ り,象. 牙 質 部 分 の 加 工 が 確 認 で き た.. 謝 Fig.11. Relation. between. temperature. and machining. 辞. 本 研究 を進 める に あた りご協 力 を いた だ いた金 沢 大学工 学. time. 部技 術専 門職 員 の浅 野久 志氏,(株)黒. 田精 工 の井 口信明氏,. ピー ス によ る研 削 加 工 の 時 に 発 生 す る加 工 力 と 比 較 し て も,ア. 歯 の提 供並 び に歯 に関 して 多 くの ご指 導 をいた だ いた 中山歯. ブ レシ ブ ジ ェ ッ トの 加 工 力 と大 き な違 い は 見 られ な い.し か し,. 科 医院 の 院長 中山芳 男 氏,平 尾 佳子 氏(現 東 京 医科歯 科大 学. 加 工 能 率 の点 か らハ ン ドピー ス と 比較 す る と,劣 っ て いる.. 聴講 生)に 謝 意 を表 します.. 次 に,圧 力38MPaと. し,ア ブ レ シ ブ供 給 量 を15g/minと. 健 全 な 象 牙 質 の 加 工 を行 っ た.温 度 の 測 定 は,象 約2mmの. して. プ ジ ェ ッ ト加 工 を 行 っ た.加 工 は,象 牙 質 を貫 通 す る ま で 続 行 した.図11に,加 図11か. 工 時 に発 生 す る温 度 の 時 間経 過 を 示 す 。. ら,時 間 が 経 つ に つ れ 温 度 が 次 第 に 上 昇 して い く様. 子 が わ か る.加 工 に よ っ て 象 牙 質 は 次 第 に削 り と られ,そ. れ に. 伴 っ て 測 定 点 と加 工 点 との 距 離 は 狭 ま っ て い き,や が て 一 致 す る.こ の とき の 温 度 を加 工 点 温 度 と した. 図11か. 参 考 文 献. 牙質表 面か ら. 部 分 に熱 電 対 を 包 埋 し,測 定 部 の 真 上 か らア プ レ シ. ら,320〜330秒. 見 られ る.こ れ は,こ. を 超 え た 辺 りで 温 度 は 下 が る様 子 が. の 辺 りで 熱 電 対 付 近 の加 工 が 終 わ っ た た. 1)松. 本 光 吉,津 田 忠 政:こ こ ま で き た レ ー ザ の 歯 科 治 療 へ の 応 用, Dental Diamond,(1992)40. 2)津 田 忠 政:拡 大 す る レー ザ の 臨 床 応 用,歯 界 展 望,81‑4(1993)806. 3)厨 川 常 元,金 原 摂,堀 口 尚 司,庄 司 克 雄,山 田 敏 元,田 上 順 次: マ イ ク ロ ア ブ レ シ ブ ジ ェ ッ トマ シ ニ ン グ に よ る 顔 蝕 歯 質 の 選 択 的 除 去 に 関 す る 研 究1996年 度 精密 工 学会 秋季 大 会学術 講演 論 文 集,IB22(1996)67. 4)日 本 ウ ォ ー タ ジ ェ ッ ト学 会 編:ウ ォ ー タ ジェ ッ ト技 術 事 典,丸 善 株 式 会 社,(1993)9. 5)齲 蝕 検 知 液CARIES DETECTOR取 扱 説 明 書,(株)ク ラ レ, 6)須. (1996). 賀 昭 一:図. 説 顔 蝕 学,医. 歯 薬 出 版,(1991)139.. め で あ る.本 実 験 結 果 か ら,体 温 を超 え る ほ どの 温 度 は発 生 し. 精 密 工 学 会 誌Vol.66.No.6,2000885.

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参照

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