論文要約 論文題名
Development of new evaluation method for orthodontic forces generated in individual patient
（矯正治療中に装置によって発揮される荷重変化の新しい測定方法）
掲載雑誌名
Dental Materials Journal
歯学研究科歯学専攻（歯科矯正学）博士課程丹澤史 論文要約
【背景・目的】矯正歯科治療では，装着されたワイヤ
ーが元の形状に戻ろ う とする応力によって歯が移動する． 一般に矯正歯科治療の初期段階にお けるレベリングでは， ニッケルチタンワイヤ
ーが使用 され る． ニッケル チタン合金の低い弾性率や超弾性の性質
1, 2, 3)を生か し， 弱い荷重を継続 的に歯に与えている．
より円滑な歯の移動をもたらす至適矯正力については， 過去に多くの実 験的研究が報告
4)されてい るが， 実際の臨床において個々の生体を対象
とした報告は皆無である． その理由としては， 患者ごとの歯列の不正が 一様ではないこと， そして， 個々の変位している歯に加わる荷重変化を 正確に測定する方法がなかったことが挙げられる．本研究では， 光学印象
と 3 D プ リンタ
ーを用いて矯正歯科治療 中の連続 した歯列模型 を作製 し，
そのモデル上でワイヤ
ーの曲げ荷重試験 を行 うことで， 個々の歯に加わ る荷重を測定する方法を開発した．
【方法］本研究では， 8.0mm 以下の叢生 を有す る非抜歯にて矯正歯科治療 を 行った成人患者3名を抽出した. 3症例をそれぞれ叢生量の違いにより1.
叢生量が 0.0~4. 0mm (以下， Mild crowding), 2. 叢生量が 4.0~8. 0mm
（以下， Moderate crowding), 3. 叢生量が 8.O m m ~ (以下， Severe crowding) に分けた． この 1~ 3. について， レベリング開始時からレベリ
ング完了時までの期間において， 来院時ごとの上顎歯列の三次元デジタ
ルデータを光学印象採得装置（口腔内スキャナ
ー） Trios 3 (3shape,
Denmark) を用いて採得 した．光学印象採得で得 られた Stereolithography
デ
ータ（ 以下， STL データ）を用いて，叢生のある 1 歯について レベ リング
完了までの荷重変化の計測と移動動態を三次元的に計測した． それぞれ
の来院時 STL デ
ータは， レベリング開始時の STL デ
ータ（ 以下， STL-1),
レベリング
2回目の
STLデータ（以下，
STL‑2),レベリング
3回目の
STLデータ（以下，
STL‑3),レベリング
4回目の
STLデータ（以下，
STL‑4)と
したまた，
STL‑1から
STL‑2までの期間を
stagel, STL‑2から
STL‑3ま での期間を
stage2, STL‑3から
STL‑4までの期間を
stage3とした．荷重変化の計測は， 荷重ー除荷曲線より画像処理ソフトウェアの
ImageJを使 用し弾性エネルギー（レジリエンス）に相当する部位の
pixel数を算出し比較した．
（倫理審査委員会承認番号：
SUDH0017)【結果】 Mildcrowding
は ，
stagelで加わるレジリエンスが最も大きく移 動距離も大きい結果であった． その後，
stage2, stage3と叢生が減少することで， ワイヤーから加わるレジリエンスも移動距離も小さくなって いった．
Moderate crowding
については，
stagel, stage2でほぼ同等のレジリエ ンスであったが，移動距離は
stage2の方が大きかった.
stage2では，移 動距離に対して小さい荷重で最も良く歯が動いた.
stage3では， 叢生が 少なくなり，
Mildcrowdingの状況と近くなり荷重も移動距離も小さくな った．
Severe crowding
については，
stagelが3つの
stageの中で最も小さな レジリエンスであった.
stage2は最も大きなレジリエンスであったが，
移動距離は
stage3と比較して小さかった.stage3は ，
stage2よりも小さ なレジリエンスで歯の移動距離も一番大きく， 最も効率的な移動であっ た ．
［考察］叢生量が多い場合， 歯の移動が妨げられる事見 そして， ワイヤ
ーとブラケット間の摩擦が大きいためワイヤーが両サイドのブラケット
方向にスムーズに抜けず， 本来の特徴である微弱な力を発揮できていな
いことが判明した． 一方，レベリングが進むことによって歯列全体の叢生
は減少し， プラケットとワイヤーの摩擦は継時的に少なくなる． そのた
め、初期状態から時間の経過とともに，ワイヤーがブラケットスロットを
抜ける 動きを抑制する摩擦が減じられる．つまり，より弱い矯正力が
発揮され易くなる． そして， さらにレベリングが進み叢生がほとんどな
くなると，
0.012inchのニッケルチタンワイヤーでは矯正力が小さすぎて
しまうこととなる． そのため， 術者は叢生量をみながらワイヤーのサイ
ズアップをする必要があり， より細かい叢生を改善するために， ワイヤ
ーの素材やサイズを適切に判断する必要がある．
個々の生体で治療の進み具合や叢生量によって歯に加わる荷重はかなり 変化する． 今までの物理実験
6,7, 8)のように， 静的な状態で一点にかけた 荷重が常に一定にかかっているわけではないことが判明した． 新規検討 した本方法により矯正装置によって発揮される荷重が， 叢生量により異 なることが示唆された． これらの方法は， 曲げ試験と
3Dデータを複合さ せ症例ごとに評価することで，予知性の高い矯正治療が可能となる．
［参考文献】 3 10綴
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8. Badawi HM, Toogood RW, Carey JP, Heo G, Major PW. Three‑dimensional orthodontic force measurements. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2009;136:518・528.
【利益相反(COI)】
