WO2008020588A1 - System for evaluating mastication function and artificial food mass - Google Patents

Description

明 細 書

咀嚼機能評価システム及び人工食塊

技術分野

[0001] 本発明は、咀嚼機能評価システム及び該評価システムで用いられる人工食塊に関 する。

背景技術

[0002] ヒトは、生まれながらにして本能的に哺乳行為をする力 離乳期における歯の崩出 にともない、少しずつ固形物を食べる訓練を開始し、咀嚼を学習していく。咀嚼は、 歯、舌、唇、頰、喉など口腔内のおよそ全ての器官が関与して、食物を切断、粉砕し て小さな食塊として飲み込むこと（嚥下）ができる状態に加工する一連の行為である。 咀嚼という学習行為を怠ると、歯と歯の間や奥歯の溝の虫歯、乱杭歯や歯肉炎を起 こし易い。この咀嚼は、臼の中で餅を搗くときの状態と類似している。つまり、杵と臼が 歯に相当して、捏ね回しているのは、舌と唇と頰である。

[0003] また、歯は、顎の骨に癒合しているのではなぐ歯と歯の間には、約 200 111の膜（ 歯根膜）が介在し、これがクッションになり、また非常に高感度のセンサーとして咀嚼 運動を制御している。咀嚼時には上下の歯の間には数 10kgの重さ、つまり体重の半 分程度の力が作用する。このとき歯根膜は圧縮されて 100 πι弱変位する。こうする ことにより、上下の歯が直接衝突することを回避し、砂のような異物で歯を損傷しない ように検知している。餅搗きのときに、杵が直接臼とはぶつからないのと似ている。

[0004] このように、ヒトにとつて、咀嚼機能は、極めて重要な意義を有していることから、これ を客観的に評価して、正確にこれを評価することは、歯科医療の基本的な課題として 重要視され、古くから数多くの研究がなされてきた。

しかしながら、これらの研究成果は、実際の歯科臨床のステージで応用できる精度 には至って!/、なレ、のが実情である。

[0005] 一方、眼科では視力検査、耳鼻科では聴音検査というように、医科では古くから各 器官の機能の技術が開発、採用され、学問上の進歩、治療技術の開発に多大な貢 献をしてきた。し力もながら、歯科における咀嚼機能検査に関するものは、皆無に等 しいのが現状であった。

[0006] 本発明者等は、このような状況を憂え、咬合圧により潰れるのみで破砕されない、ほ ぼ均一な球状の咀嚼機能評価用の機能性微粒子を多数含有することを特徴とする「 咀嚼機能評価用の機能性微粒子を含有する人工食塊」を開発提案した (特許第 29 00947号特許公報)。

[0007] この人工食塊を、不正咬合者に咀嚼させ、客観的かつ正確に咀嚼機能を評価する ことができた。この方法では、咀嚼時に嚙まれても破壊されずに偏平になる球形微粒 子群をチューイングガムの基材に含有させたものを 100回嚙ませた後、ガム基材を除 去して微粒子のみを分離して、スリット状の篩いにより、球形と扁平の微粒子を電子 天秤で正確に計量しょうとするものである。

[0008] しかしながら、この評価法には、次のような課題が残されていた。

第 1に、人工食塊に含有させる微粒子を製造する方法は、研究室用には対応する ことができるが、工業的生産方法としては技術が未熟で、各歯科医が使用するだけ の大量の微粒子を生産することが困難であった。

[0009] 第 2に、咀嚼後の変形した微粒子の比率を計量する過程において、ジクロルメタン 等の有機溶剤を大量に使用しなければならないという問題があった。

第 3に、この評価法には、比較的高価な機器が必要であり、かつ、計量のために 1 時間以上という長時間を要した。

[0010] これらの理由により、この技術は、歯科の研究機関が通常所有している器材等で十 分評価可能な咀嚼機能評価方法であるにもかかわらず、歯科の臨床現場では咀嚼 機能評価を行なうことが困難だったため、十分普及するには至らなかった。

[0011] また、石川等は、義歯装着者の咀嚼能力評価用色変わりチューインガムを提案して いる（日本補綴歯科学会雑誌 46, 103— 109 (2002) )。これは、定性的な評価に は向いているが、この方法により、咀嚼能力を定量的に評価することは困難である。

[0012] 従って、本発明の課題は、有機溶剤を使用せず、評価に高価な機器を使わず、し 力、も短時間で咀嚼機能を高い精度で評価するシステムを提供することである。

[0013] 特許文献 1：特許第 2900947号特許公報

非特許文献 1：日本補綴歯科学会雑誌 46, 103— 109 (2002) 発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0014] 本発明者は、前記したような課題を解決するため、人工食塊に含有される微粒子の 性状について鋭意研究を進め、「咬合圧により潰れるのみで破砕されない粒子を使 用する」というこれまでの基本的な考え方を変更して、「咀嚼により微細に粉砕、すり 潰される性質を有するほぼ均一な球形微粒子」を使用することにより、前述した 3つの 課題を一挙に解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。

課題を解決するための手段

[0015] すなわち、本発明の咀嚼機能評価システムは、咀嚼により微細に粉砕、すり潰され 、咀嚼されな!/、とき球形の形状を有する微粒子を含有する人工食塊をヒトに咀嚼させ る工程、この咀嚼された人工食塊を 2枚のプレパラートの間に挟んで微粒子の直径 の厚さに圧延する工程及び該 2枚のプレパラートの間に圧延された人工食塊中の残 存する球形の形状を有する微粒子を計数する工程を含むことを特徴とする。

また、本発明の人工食塊は、咀嚼により微細に粉砕、すり潰され、咀嚼されないとき はほぼ均一な球形の形状を有する微粒子を含有することを特徴とする。

発明の効果

[0016] 本発明の咀嚼機能評価システムは、有機溶剤を使用することもなぐ評価に高価な 機器を使用することもなぐ約 5分程度の極めて短時間で精度よく計測できることから

、歯科臨床の分野で広く応用されることが期待される。

発明を実施するための最良の形態

[0017] 本発明の咀嚼機能評価システムの第 1工程は、咀嚼により微細に粉砕、すり潰され

、咀嚼されないときは球形の形状を有する微粒子を含有する人工食塊をヒトに咀嚼さ せる工程である。

[0018] 本発明の第 1工程で使用される「咀嚼により微細に粉砕、すり潰され、咀嚼されない ときは球形の形状を有する微粒子」の要件は、咀嚼により微細に粉砕、すり潰される こと、かつ咀嚼されないときは球形の形状を有することである。言うまでもないが、口 腔内に入れることから人体に無害な材質であることが要求される。また咀嚼の時には 、咬合圧である圧縮力として、約 2. Okgw/mm²が上下の歯の間に作用することが 知られている。さらに、咀嚼の時には、各々の歯が約 100 m変位することも知られ ている。

以上の条件を満たす微粒子としては、例えば、天然ワックスの一種のカルナバヮッ タスをほぼ均一な球形微粒子に調整したものが好適であり、粒子の直径は、約 100 〜500 μ mでめる。

[0019] 人工食塊の最適例は、ポリイソブチレン、例えば市販のチューインガムである。本発 明では、チューインガムの基材成分であるポリイソプチレンに、「咀嚼により微細に粉 砕、すり潰され、咀嚼されないときは球形の形状を有する微粒子」を練和、含有させ て微粒子の散逸防止を図る。

[0020] 本発明の咀嚼機能評価システムの第 2工程は、この咀嚼された人工食塊を 2枚の プレパラートの間に挟んで微粒子の直径の厚さに圧延する工程である。

破壊された微粒子を歯科臨床の現場で簡易に計測するためには、有機薬品や高 価な機器等を使用しないことが必要である。したがって、本発明の第 2工程において は、人工食塊を 2枚のプレパラート、例えばガラス板、アクリル板等のプラスチック板、 プラスチックフィルムの間に挟んで微粒子の直径の厚さに圧延する。

[0021] 本発明の咀嚼機能評価システムの第 3工程は、該 2枚のプレパラートの間に圧延さ れた人工食塊中に残存する球形の形状を有する微粒子を計数する工程である。 咀嚼機能評価に供される人工食塊中の球形の形状を有する微粒子の単位面積当 りの含有量を予め測定しておき、ヒトに咀嚼させた後の人工食塊中の単位面積当りに 残存する球形の形状を有する微粒子を直接計数して、その割合を算出すると、球形 形状の微粒子の残存率が得られ、それ力 破壊率が求められる。この値は、正常な 咀嚼ができる健康人と不正咬合者間では大きな差があるので、これにより各個人の 咀嚼の状態を評価することができる。

[0022] また、各個人の咀嚼の状態を評価するために、前述の特許 2900947号公報又は 口病誌 56/4, 513— 527 (1989)に記載の咀嚼能率が扁平粒子率（扁平カプセル 率）で表されるのと同様に、咀嚼能力を 1回咀嚼時の破壊率で表すことができる。つ まり、破壊された粒子の発生率を確率論における故障率の問題としてとらえると、ある 1個の球形の形状を有する微粒子の咀嚼により嚙まれる確率は、咀嚼時に各咀嚼回 数を通じて一定になるので、その発生率は指数分布に従う。 t回咀嚼後の人工食塊 にお!/、て、破壊された粒子の咀嚼前の全球形粒子に対する数量比を球形粒子の破 壊率 p (t)と定義し、 t回咀嚼後の人工食塊において、残存した粒子の咀嚼前の全球 形粒子に対する数量比を球形粒子の残存率 q (t)と定義すると、破壊率が指数分布 に従うことを考慮したとき、 1回咀嚼時の破壊率 p (l)は、以下の式（1)のとおりとなる p (l) = l -q (l) = l - (l -p (t) ) ^1/t) (1)

[0023] そして、健康な咀嚼機能を有するヒトの p (1)の値を、被験者のそれとを比較するこ とにより、被験者の咀嚼の状態（咀嚼能力）を普遍的に表すことができる。

[0024] 将来、検体数が多!/、場合や、広域で、例えば全国ネットでデータ処理する場合に は、横浜国立大学 長尾智晴教授が提案しているいわゆる進化的画像処理により的 確な計数が可能である（「画像ラボ」、 64— 67 (2005· 9) )。

実施例

[0025] 以下に本発明の構成を実施例により具体的に説明する。

〔球状微粒子の製造〕

横関油脂工業株式会社が製造販売している精製カルナバワックスを、 日本ニュー マチック工業株式会社製表面改質機「メテオレインボー」 MR— 50を用いて球状微 粒子に仕上げた。

この球状微粒子を篩にかけて、直径約 250 mの、ほぼ均一なカルナバ球状微粒 子を得た。

得られたカルナバ球状微粒子 250gを新日本石油化学株式会社製ポリイソブチレ ン（商品名「ノヽィモール 6H」）1700gに加え、練和した。

得られたガムを直径 11mmの球形（0. 6g)に整え、ガム状の咀嚼機能評価用人工 食塊を得た。

[0026] 〔咀嚼回数試験〕

適正な咀嚼回数及び測定値の再現性を確認するための基礎的試験を行なった。 健康な咀嚼機能を有する被験者に、上記咀嚼機能評価用人工食塊 1個を所定の 回数、咀嚼させた。咀嚼後、 2枚の合わせガラス板（プレパラート）により咀嚼した試料 をほぼ 250 inの厚みに引伸ばして、球状微粒子の残存率を測定し、咀嚼後の咀嚼 回数ごとに、前述の式（1)に従って 1回咀嚼時のカルナバ球状微粒子の破壊率、測 定後の球状粒子の残存率を計算した。その結果を表 1に示した。

表 1

[0028] この試験により、咀嚼回数を 20、 30、 50回と変えても、 1回咀嚼時のカルナバ球状 微粒子の破壊率がほぼ一定となることが解る。従って、適正な咀嚼回数として、 20〜 30回がよぐまた測定値の再現性の高いことが確認された。

[0029] 実施例 1

不正咬合の程度を判別する能力の高さを確認するために、不正咬合の状態が軽 度の被験者 A、不正咬合の状態が中等度の被験者 B、不正咬合の状態が重度の被 験者 C及び口腔内が正常な被験者 Dに対して、事前の了解を得て、咀嚼試験を行な つた。

咀嚼機能評価に用いられた人工食塊は、前記した咀嚼回数試験で使用したものと 同一でめる。

[0030] 咀嚼試験は、咀嚼回数を 25回とした以外は、前記した咀嚼回数試験と同様である 。ただし、同一被験者に対して試験を 3回行なった。各試料について、球状微粒子の 残存率を測定し、 1回咀嚼時のカルナバ球状微粒子の破壊率を計算した。その平均 値を表 2に示した。

[0031] 表 2 被験者 A B C D

1回咀嚼時の破壊率（％) 1 . 8 1 . 5 0. 6 2. 9 [0032] この結果、口腔内が正常な被験者と比較して、不正咬合の状態が軽度の被験者 A 、不正咬合の状態が中等度の被験者 B、不正咬合の状態が重度の被験者 Cでは、 1 回咀嚼時のカルナバ球状微粒子の破壊率は小さぐ不正咬合の状態が悪くなるにつ れて小さくなる。このように、口腔内が正常な被験者の一回咀嚼時の球状微粒子の 破壊率の値を比較することにより、被験者の咀嚼機能を精度よく評価することができ 産業上の利用可能性

[0033] 本発明の咀嚼機能評価システムは、有機溶剤を使用することもなぐ評価に高価な 機器を使用することもなぐ約 5分程度の極めて短時間で咀嚼機能を計測できること から、歯科臨床の分野で広く応用されることが期待される。

Claims

請求の範囲

[1] 咀嚼により微細に粉砕、すり潰され、咀嚼されないときは球形の形状を有する微粒 子を含有する人工食塊をヒトに咀嚼させる第 1の工程、この咀嚼された人工食塊を 2 枚のプレパラートの間に挟んで微粒子の直径の厚さに圧延する第 2の工程及び該 2 枚のプレパラートの間に圧延された人工食塊中の残存する球形の形状を有する微粒 子を計数する第 3の工程を含むことを特徴とする咀嚼機能評価システム。

[2] 咀嚼により微細に粉砕、すり潰され、咀嚼されないときは球形の形状を有する微粒 子を含有することを特徴とする人工食塊。