食品の片側咀嚼。下顎挙筋のエネルギーバランスとピークパワーの解析

Unilateral chewing of foods. Analysis of energy balance and peak power of the mandibular elevator muscles.

抄録

本論文では、選択した食品を試験管内で片側咀嚼する際に、下顎挙筋（咬筋、内側翼突筋、側頭筋）が発生するエネルギー（仕事）とピークパワーに関する結果を示す。咀嚼行為は、咀嚼系のバイオメカニクスにおいて非常に複雑な問題であるため、得られた結果の研究および分析は、第1サイクルに限定した。 筋肉のピークエネルギーとパワーの決定には、(1)実験的研究に基づく関数（力（）対変位（Δ））の形式による食物パターンの準備、および(2)ヒト咀嚼システムの3D運動力学モデルを用いた数値シミュレーションの実施が必要であった。 その結果をもとに、食事パターンに応じた筋肉のピークエネルギーとパワーを求めた。また、同じ食品を左右対称に切歯で噛む場合と片側で噛む場合の、前述の筋が発生するエネルギーとピークパワーを比較分析した。その結果、(1)食物の高さとテクスチャーが筋エネルギーに有意に影響すること、(2)咀嚼筋と内側翼突筋は、非作業側よりも作業側で信じられないほどのエネルギーとピークパワーを発生すること、一方、側頭筋については逆の結果が観察されたこと、(3)比較分析により、歯列弓上の食物の位置は、テクスチャーの不均一性が高い食物の方が、テクスチャーの不均一性が低い食物よりも、筋ピークパワーに有意に影響することが示された。

The paper presents the results concerning the energy (work) and peak power generated by the elevator muscles of the mandible (the masseter, medial pterygoid, and temporalis muscles) during unilateral chewing of selected food products in vitro. Since the act of chewing is a very complex issue in the biomechanics of the masticatory system, the research and analysis of the obtained results were therefore limited to the first cycle. Determination of the peak energy and power of the muscles required: (1) preparation of food patterns, in the form of the function (force () vs displacement (Δ)), based on experimental studies and (2) conducting numerical simulations using a 3D kinematic-dynamic model of the human masticatory system. Based on the results, the peak energy and power of the muscles were determined based on food patterns. A comparative analysis was also performed to evaluate the energy and peak power generated by the aforementioned muscles during symmetrical incisal biting vs unilateral chewing of the same food products. The results indicate that (1) food height and texture significantly affect muscle energy and (2) the masticatory and medial pterygoid muscles generate more incredible energy and peak power on the working side than on the non working side, while the opposite was observed for the temporalis muscle and (3) comparative analysis showed that food position on the dental arch has a more significant effect on muscle peak power for foods with high texture heterogeneity than for foods with low texture heterogeneity.