世界初バイオ人工歯（システミックティース21）の開発
「咬合重心」「形態」「材質」の問題点を解決
システミックティース21（ST21）は、「咬合重心」「形態」「材質」がもたらす3つの問題点を解決した新しい人工歯です。 ■咬合重心の設定 噛むときには中心となるパワーゾーンがあります。パワーゾーンが人工歯の咬合重心と一致していないと、噛む力を十分に発揮できず、人工歯が不安定になり、痛みを生じる原因ともなります。ST21は、パワーゾーンを人工歯の咬合重心として設定することで、噛む力を維持、増大することを可能としました。 ■形態の改良 加齢によって歯はすり減りますが、人工歯は加齢によるすり減りを考慮していない場合がほとんどです。ST21は、歯のすり減りや下顎の可動域を考慮した形態にすることで、人工歯を安定させ、痛みを防止します。 ■材質の改善 ST21は、噛むほどに一人ひとりにあった噛み合わせに適合する人工歯です。硬さの異なる3つの材料を組み合わせることで、個人に応じた機能的な噛み合わせ面ができるようにしました。
「噛み合わせに悩む多くの患者さんのために」
入れ歯は単に食事をするためだけの道具ではありません。 体の機能を十分に発揮するための重要なセンサーであり、体のバランスをとるものです。 そこで、噛みしめ時に歯肉が痛くなく、左右同じ程度に圧がかかり（左右等圧、同じ面積）、前後左右にギシギシ歯ぎしりができる入れ歯を簡単に作れる臼歯部人工歯を考案しました。 一般的に歯が多く残っている人は、頭痛、肩こりに、また入れ歯の人は腰痛、ひざの痛みに悩んでいる人が多いように思います。 そのような症状のある人は夜間、入れ歯を入れて寝てください。 ただし、噛みしめ時に歯肉が痛くなく、左右同程度に圧がかかり（左右等圧、同じ面積）、前後左右にギシギシはぎしりができる入れ歯に限ります。 そうすれば、かなりの割合で体調は改善されます。 入れ歯はスプリントです。顎を支えているギブスのようなものです。 夜間装着して寝る人は、食事と食事の間とか、夕食後寝るまでの間とかに1日数時間は外して歯肉を休めてください。 また、ご老人で何らかの病気で入院する場合は、寝るときに必ず入れ歯を装着して寝てください。 入院時に入れ歯を外して寝ると一気に老化が進行し歩けなくなる場合もあります。 それほど入れ歯は重要なのです。 患者さんが噛む喜びを取り戻すために中村昭ニ先生と小笠原芳晃歯科技工士とともに3年の月日をかけて開発したのがシステミックティース21（ST21・山八歯材社製）です。 噛み合わせの治療は難しく、治療に取り組む歯科医師が少ないことが問題となっています。 ST21は、咬合調整がしやすい人工歯であり、歯科医師の技量に頼ることなく噛み合わせを改善できる新しいタイプの人工歯です。噛み合わせに悩む多くの患者さんのためにも、ST21が広く一般に普及することを願っています。
バイオ咬合紙&バイオクルージョンホルダー：10ミクロンという精密な咬合紙。サイズが大きく、顎全体を診断できます。
バイオバイトワックス：義歯を製作する際に、噛み合わせを三次元的に採寸します。
総義歯の奥歯にST21を使用した咬合面の継時的変化
装着1ヶ月後
装着1年後
装着2年後
２０００年 日本全身咬合学会発表論文
世界初バイオ人工歯 咬合重心を主体とした新臼歯部人工歯の開発
その１：システミックティース２１(ＳＴ２１)の紹介
著者名：玉川秀泰 小笠原芳晃 中村昭二
所属機関：日本生体咬合研究所 東京歯科大学衛生学講座
１．序論
高齢化社会に伴いＱuality of lifeが叫ばれるようになってきた．その中でも，噛むことは健康を維持する意味において重要である．特に無歯顎者において噛めないことは，人間の生理的欲求である食欲が満たされないばかりではなく，健康を害する大きな要因でもある．義歯を装着しても満足に噛めないと嘆く高齢者のために少しでも噛めるようにすることは、歯科医師の義務でもある．そこで，我々は健康と言う観点から臨床経験を生かし、「噛めない人が噛めるようになるための人工歯」を目指して臨床研究を行ってきた．その結果,これまでの人工歯をさらに発展させ，より生体に適合しやすい人工歯を開発したので紹介する．
２．従来のレジン歯の問題点
１．咬合重心（咬合力支点：後述）が及ぼす問題点
下顎が機能する上において閉口筋の起始・停止は、加齢に関係なく決まっている．その起始部は不動であり，停止部は下顎に付着しており可動である．また顎関節は安定した機能を保ちつつ下顎の可動域を規制しており，下顎は上顎と機能することによって対合関係にある．
その条件下において，その顎運動機能を最大に発揮できるいわゆるパワーゾーン（後述）が，可動する下顎にはなく上顎の顎提のどこかに不変的に必ず存在するはずであると中村は仮説を立てた．そして，臨床経験からそのゾーンは上顎第二乳臼歯部にあるとし，それをＥゾーンと命名した．
それは，永久歯においては5の近心から6の近心舌側咬頭頂部に相当する．そのゾーンの対咬接触の重要性を立証するために長期に及ぶ多くの臨床研究を行ってきた．その結果，Ｅゾーンは加齢とともに下顎の可動域が変化したとしても変わることはなく安定しており，最も生体機能を発揮する上において重要なゾーンである．
また，さらにこのゾーンは生体の歪や咬合関連症状の改善を行う上において，必要最小限の治療域であり生体の歪の出口でもあると述べている．それ故に、そのパワーゾーン上に人工歯のいわゆる咬合重心の設定（Ｅ-ゾーン：５６部）がみられない場合には、十分な咬合力を発揮することができないばかりか，その重心の不安定さにより三次元的に義歯が推進力を受け，強いては義歯の不安定や粘膜の疼痛を生ずる要因ともなっていると考えている．
２．形態が及ぼす問題点
従来の人工歯の形態は，咀嚼能率，義歯の安定，また咬合様式を主体としたものがほとんどであり，すでに多くのの形態的研究がなされている．その形態が患者の主訴や顎態的条件に適している場合には患者自身満足するものである．しかし，患者が満足できない時には，なぜなのか疑問をもち追求していくことが大切である．その一つが形態に問題のある場合である．形態は加齢とともに変化していくということを改めて認識する必要がある．臨床的には，生体の加齢現象に伴い天然歯の咬耗や下顎の可動域が大きくなっており，それに伴い形態も解剖学的形態を有することはない．それでも顎提がよく機能時に下顎位が安定している場合には問題が少ないと思われるが，顎提が悪く下顎位が不安定な場合にはその形態は咬合干渉となり水平圧や垂直圧を生じ易くなる．その結果，義歯の不安定や粘膜疼痛を生じる要因になると考えられる．したがって，咬耗が加味されていないような天然歯に近い解剖学的形態を有している上下顎人工歯の場合にはその可能性が多いと言える．
３．材質が及ぼす問題点
日常，臨床において使用されているレジン歯で硬度が低いものは咬耗が生じ易く，また同一硬度のため咬合面の平坦化が起こり易い条件下にある．それ故に人工歯の材質によっては、咀嚼能率の低下や著しい咬合高径の減少，しいては下顎の偏位を生じる要因となっている．
３．新臼歯部人工歯：システミックティース２１
システミックティース２１（以後ＳＴ２１）の開発について我々は総義歯における人工歯の限界を追求することにより，「人工歯と生体との調和」を命題として取り上げ研究してきた．そこで，まず生体の加齢現象と生理的機能を人工歯に与え,さらに人工歯を生体現象に適応させていくことができないかを「人工歯がもつ生体現象の三大要件」とし，それを加味した「新人工歯の三大要件」を求め，さらにそれが生体に順応していくための「機能的咬耗の三大要件」を提示し，これらの要件を満たす新人工歯の開発を行った．
（人工歯がもつ生体現象の三大要件）
１．生体の加齢に従い変化しないもの（不変）に対して → 生理機能の中心を与える
２．生体の加齢に従い変化するもの（変化）に対して → 加齢現象を与える
３．人工歯の材質（可変）に対して → 生体に順応し易い材質を与える
また，これらの要件を加味した新人工歯に与えるべき三大要件を求めた．
（新人工歯に与える三大要件の設定）
１．咬合重心：生理機能の中心であるパワーゾーンを人工歯に咬合重心として設定（不変）→ 咬合力の維持または増大
２．形 態:加齢現象に伴う咬耗や下顎の可動域を配慮した人工歯の形態(変化) → 義歯の安定および疼痛防止
３．材 質:機能に応じて順応しやすく,一定の耐磨耗性を有する材質であること（可変）→ 咀嚼能率の維持および著しい咬合高径減少対策
さらに，これらの新人工歯の三大要件（咬合重心，形態，材質）が義歯装着後に早期に生体と順応していくための機能的咬耗の要件を提示し，それを満たす人工歯を開発した．
（機能的咬耗のための三大要件の設定）
１．咬合重心：咬合力集中化による咬耗の加速 → ５６重心
２．形 態：咬耗の起こり易い形態 → Cusp to fossa
３．材 質：咬耗の起こり易い材質 → 三種類の硬度差を付与した人工歯
４．ＳＴ２１の特徴
１．咬合重心の設定
顎口腔系の中に，年齢や歯牙の有無にかかわらず下顎に対合する「上顎歯槽部のどこかに最も咬合力が発揮できる安定した必要最小限の咬合域がある」という仮説に基づいている．そして，これまでの臨床研究からその咬合域がほぼ上顎第二乳臼歯部(Ｅゾーン：永久歯では5の近心から6の近心舌側咬頭部)にあると結論づけパワーゾーンと命名されている．したがって、そのパワーゾーン上に上顎人工歯の５６を配列することが咬合重心の設定であり，常に義歯の安定につながり，また最大の咬合力が発揮でき，新人工歯の三大要件の中で最も重要な要件であると考えている．その理論に基づいて開発されたものが連結された５６の人工歯である．つまり、この人工歯の中にいわゆる咬合重心が設定されている．
２．形態の改良
これまでの人工歯は、咬合器上で特定の顆路角を中心とした動きにより人工歯の咬頭傾斜や咬合面形態が決められていることが多いように思われる．特に解剖学的形態をした人工歯には、加齢現象に伴う歯の咬耗や下顎の可動域の増大および顎提の吸収などは配慮されていない．まして，高齢者における顎関節の下顎頭は変形や吸収などが著しく,また非対称的な形態や大きさを有することも多い．したがって，顆路角を中心とした人工歯の咬合面形態の付与形式では、加齢によって生ずる生体現象が配慮されているとは言い難い．そこで、我々は加齢現象としての要件を咬合面形態に与える基準として，まず矢状顆路角を0度に設定した．そして今回は矢状切歯路角を10度に側方切歯路角を15度に設定し、上顎のスピーのカーブを呈する５６の舌側咬頭頂によって下顎５６の咬合面を形成した．基本的形態として、上顎は天然歯に近い準解剖学的形態を有し、下顎は非解剖学的形態で無咬頭である．
１） 上顎の頬側咬頭は解剖学的に近い形態を有するが，舌側咬頭の形態は顎提の吸収状態にあわせて適合しやすい様に，また下顎が円滑に動きやすい様に，そして咬合力が無駄なく発揮できる様に球面状形態を与えた．そして，配列時に左右対称性が得られ易くするため上顎の５６は連結されている．また５６の咬頭頂は咬合平面より少し挺出しているために，舌側咬頭頂を連ねるラインはスピーのカーブを呈する．
２） 下顎の咬合面形態は基本的にすべて無咬頭に近い平面状を呈しているが，５６のみが機能時に上顎の５６舌側咬頭と対咬接触するよう咬合様式を与えてあるため咬合面に皿状のくぼみ（ファンクショナル・ゾーン）を有しさらにその近心部にはブレーシング・イコライザーを付与している．４７は中心咬合位以外には接触しないために平面状である．
３） 上下顎の対咬関係は一歯対一歯の関係にあり、また、中心咬合位においてはすべての上顎臼歯の舌側咬頭(機能咬頭)のみが下顎と接触し５６は cusp to fossa，４７は cusp to flat を呈する．また咬合面は機能時にも義歯が安定し易いように，リンガライズドオクルージョン（両側性平衡咬合）ができる形態を有している．その誘導面となる５６のファンクショナルゾーンはパワーゾーン上に配列された５６の舌側咬頭により形成されているのため，咬合様式はいわゆるパワーゾーン・リンガライズド・オクルージョンである．
３．硬度の違う３種の人工歯を使用
人工歯の硬度は、咀嚼能率を維持し，著しい咬合高径の減少を防止する上で重要な要因の一つである．同一硬度で硬度の低い材質は咬耗により咬合面の平坦化を起こしやすい．そこで、３種の違った硬度のレジン歯を組み合わせることにより、早期に機能的な咬耗が行われることにより咀嚼能率の低下を防ぎ，個人に応じた機能的咬合面形態が形成され易いようにした．そのためには，上顎の４５６７は下顎運動時の対咬接触の中心となるためにできるだけ咬耗は少なくする必要がある．そこで，上顎には最も硬度を有する硬質レジンを使用した．下顎５６は上顎の５６の咬合重心を受けるファンクショナルゾーンであり，また総義歯の歪を修正していくための咬耗ゾーンでもあるために上顎よりも硬度の低い硬アクリックレジン（またはアクリックレジン）を用いた．４７はファンクショナルゾーンの変化に従いさらに適切に咬耗をさせるためにアクリックレジン（または軟アクリックレジン）を用いた.
５. まとめ
従来の｢形態｣を主体とした人工歯と異なり，「咬合重心の設定」を主体とし「形態の改良」「材質の改善」を三大要件とし，新人工歯の開発を行った．この人工歯は，人工歯としての限界を追求し，また術者の技量に頼らなくても早期に生体に適合し易く，また咬合調整が容易である全く新しいタイプの臼歯部人工歯であると考えている．
謝辞
稿を終えるに臨み，ご助言，ご協力をいただきました渡辺匡紀先生，百瀬恵治先生ほか日本生体咬合研究所の諸先生方ならびに鈴木 勝様，高橋正昭様，また山八歯材工業K．K．の方々に心よりお礼申し上げます．
