ナノインデンテーションクリープテストによる象牙質の弾性および粘弾性特性の特性

象牙質は歯の主な支持構造ですが、その機械的特性は病理学的脱灰によって悪影響を受ける可能性があります。この研究の目的は、脱線および再統合後の象牙質の粘弾性特性を特徴付ける定量的アプローチを開発し、ナノ誘導クリープテストを使用して弾性特性を調べることでした。象牙質標本は、湿潤状態と乾燥状態で微小凝固試験とナノ誘導検査の両方を受け取るために準備されました。これらのテストは、脱灰（3日間の1％のクエン酸）および再包ま（28日間の人工唾液浸漬）後に繰り返し実施されました。ナノインデンテーションテストはクリープモードで実行され、結果として生じる変位時間応答は、一次（過渡）および二次（粘性）クリープに崩壊しました。象牙質の構造変化と鉱物密度も、それぞれSEMおよび微細で調べられました。結果は、脱灰が象牙質の表在性鉱物を400μmの深さまで除去し、特に水和物状態でその微小およびナノ硬質に影響を与えることを示しました。再生は、表面層の鉱物のみを修復し、ナノハルトを部分的に回収しました。両方の主要な二次クリープは、脱灰象牙質で増加しましたが、水和は未治療および再石灰化した象牙質のクリープ変形をさらに強化しました。再石灰化は象牙質の主要なクリープを減らしましたが、粘度を効果的に増加させませんでした。結論として、水の可塑化は、脱灰象牙質の一時的および粘性クリープ株を増加させ、負荷の持続可能性を低下させます。ナノインデンテーションクリープテストは、象牙質の弾性および粘弾性特性を分析することができ、クリープ応答に関する重要な情報を明らかにします。

Dentin is the main supporting structure of teeth, but its mechanical properties may be adversely affected by pathological demineralization. The purposes of this study were to develop a quantitative approach to characterize the viscoelastic properties of dentin after de- and re-mineralization, and to examine the elastic properties using a nanoindentation creep test. Dentin specimens were prepared to receive both micro- and nano-indentation tests at wet and dry states. These tests were repeatedly performed after demineralization (1% citric acid for 3 days) and remineralization (artificial saliva immersion for 28 days). The nanoindentation test was executed in a creep mode, and the resulting displacement-time responses were disintegrated into primary (transient) and secondary (viscous) creep. The structural changes and mineral densities of dentin were also examined under SEM and microCT, respectively. The results showed that demineralization removed superficial minerals of dentin to the depth of 400 μm, and affected its micro- and nano-hardness, especially in the hydrate state. Remineralization only repaired the minerals at the surface layer, and partially recovered the nanohardness. Both the primary the secondary creep increased in the demineralized dentin, while the hydration further enhanced creep deformation of untreated and remineralized dentin. Remineralization reduced the primary creep of dentin, but did not effectively increase the viscosity. In conclusion, water plasticization increases the transient and viscous creep strains of demineralized dentin and reduces load sustainability. The nanoindentation creep test is capable of analyzing the elastic and viscoelastic properties of dentin, and reveals crucial information about creep responses.