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骨に固定源を求めた新規矯正用アンカレッジデバイスの開発

Research Project

Project/Area Number 12J09937
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Biomedical engineering/Biological material science
Research InstitutionTokyo Medical and Dental University

Principal Investigator

上園 将慶  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2012 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords歯科矯正用アンカレッジデバイス / 骨膜下デバイス / オッセオインテグレーション / カプセル化 / ハイドロキシアパタイト/コラーゲンナノ複合体コーティング / 低侵襲 / ハイドロキシアパタイトナノ複合体コーティング
Research Abstract

平成24年度のラットを用いた研究に引き続き, 平成25年度は臨床応用を想定してイヌの上顎骨にデバイスを設置する研究を行った. デバイス形状は, 可能な限り小型化が必要であるが, 研究の第一段階として基本的な形態である6.0mm四方の田の字形とし, CAD/CAMで作製した. 表面性状はコーティングなし, およびHAp/Colコーティングとした. デバイスを上顎骨の骨膜下に設置した後, 骨膜と縫合して初期固定を行い, 4週間後に採材して光顕観察を行った. 組織学的所見では, コーティングなし群ではデバイスは線維組織で被覆され骨との接合が妨げられていた. HAp/Colコーティング群では, デバイスと母骨の間にトルイジンブルーに濃染された類骨組織が認められ, HAp1Colコーティングの有効性が示唆された. しかし骨接合は遅延しており, デバイス直下の骨表面ではデバイスの動揺に起因すると思われる骨吸収窩が認められた. チタンロッドをラット頭蓋骨表面に設置する実験系では, 縫合で確実な初期固定が得られたが, デバイスの場合, 縫合では確実な初期固定が得られないという重要な知見が得られた.
イヌの実験で骨接合が遅延した原因を解明するため, HAp/Colコーティングされたチタンロッドが骨表面と接合する過程をラットの実験系で研究した. 骨膜剥離直後の骨膜を光顕観察したところ, 骨膜の骨原性細胞の顕著な減少を確認した. また, ロッドを骨表面に設置した直後と術1週間後の比較から, 新生骨形成は剥離されていない健全な骨膜に由来する骨原性細胞によって生じることが示された. 従って, 骨表面での迅速な骨接合を実現するためには, デバイスの設置部位に骨原性細胞を動員する必要があると考えられた.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

骨膜下デバイスの臨床応用のために解決すべき事項カミイヌを用いた研究を通じて明らかとなった.

Strategy for Future Research Activity

今後は, 迅速に接合する歯科矯正用骨膜下デバイスを実現するために, I. 安全かつ確実な初期固定, II. 骨原性細胞の動員, III. デバイスの小型化について検討を行う.

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (12 results) (of which Invited: 1 results) Book (2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Hydroxyapatite/collagen Nanocomposite-coated Titanium Rod for Achieving Rapid Osseointegration onto Bone Surface.2013

    • Author(s)
      Uezono M, Takakuda K, Kikuchi M, Suzuki S, Moriyama K
    • Journal Title

      J Biomed Mater Res B Appl Biomater.

      Volume: 101B Issue: 6 Pages: 1031-1038

    • DOI

      10.1002/jbm.b.32913

    • Related Report
      2013 Annual Research Report 2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Hydroxyapatite/collagen Nanocomposite-coating Realized Rapid Osseointegration for Orthodontic Subperiosteal Anchorage Devices.2013

    • Author(s)
      上園将慶
    • Organizer
      91st General Session & Exhibition of the IADR
    • Place of Presentation
      Seattle, WA, USA
    • Year and Date
      2013-03-23
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 骨膜下デバイスにおける最適なハイドロキシアパタイトコラーゲン複合体コーティングの厚さに関する検討.2013

    • Author(s)
      上園将慶
    • Organizer
      日本機会学会第25回バイオエンジニアリング講演会
    • Place of Presentation
      つくば
    • Year and Date
      2013-01-11
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Optimum Thickness of Hydroxyapatite/Collagen Nano Composite Coating for Subperiosteal Devices.2013

    • Author(s)
      Uezono M, Takakuda K, Kikuchi M, Suzuki S, Moriyama K.
    • Organizer
      The 7^<th> International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics.
    • Place of Presentation
      横浜
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 早期の骨接合を可能とする新規矯正用骨膜下デバイスの表面性状に関する検討.2013

    • Author(s)
      上園将慶, 高久田和夫, 菊池正紀, 鈴木聖一, 森山啓司
    • Organizer
      第3回バイオインテグレーション学会学術大会・総会.
    • Place of Presentation
      札幌
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 骨膜下デバイスにおけるハイドロキシアパタイト/コラーゲンナノ複合体コーティングの最適条件に関する検討.2013

    • Author(s)
      上園将慶, 高久田和夫, 菊池正紀, 鈴木聖一, 森山啓司
    • Organizer
      第72回日本矯正歯科学会大会
    • Place of Presentation
      松本
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 骨と早期に接合する新規骨膜下デバイスとして最適な表面改質および断面形状に関する検討.2013

    • Author(s)
      上園将慶, 高久田和夫, 菊池正紀, 鈴木聖一, 森山啓司
    • Organizer
      第78回口腔病学会学術大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Optimum Cross-section for Hydroxyapatite/Collagen Nanocomposite-coated Subperiosteal Devices.2013

    • Author(s)
      Uezono M, Takakuda K, Kikuchi M, Suzuki S, Moriyama K
    • Organizer
      The 4^<th> International Symposium on Surface and Interface of Biomaterials
    • Place of Presentation
      イタリア ローマ
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Various applications of hydroxyapatite/collagen bone-like nanocomposite.2013

    • Author(s)
      Kikuchi M, Sato T, Aizawa M, YunH-S, Uezono M, Takakuda K, Suzuki S, Morivama K
    • Organizer
      Materials Science & Technology 2013 Conference & Exhibition
    • Place of Presentation
      カナダ モントリオール
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] HAp/Colコーティングを用いた新規顎顔面用骨膜下アンカレッジデバイスの開発.2012

    • Author(s)
      上園将慶
    • Organizer
      第20回顎顔面バイオメカニクス学会大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2012-11-25
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Hydroxyapatite/Collagen Nanocomposite-coated Titanium Rod Realizing Osseointegration onto Bone Surface.2012

    • Author(s)
      上園将慶
    • Organizer
      UCSF Dentistry's Research and Clinical Excellence Day
    • Place of Presentation
      San Francisco, CA, USA
    • Year and Date
      2012-10-11
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 骨膜下デバイスにおけるハイドロキシアパタイト-コラーゲン複合体コーティングが骨接合強度に及ぼす効果.2012

    • Author(s)
      上園将慶
    • Organizer
      第71回日本矯正歯科学会大会
    • Place of Presentation
      盛岡
    • Year and Date
      2012-09-27
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] The Coating for Enhanced Osseointegration of Subperiosteal Anchorage Device.2012

    • Author(s)
      上園将慶
    • Organizer
      Conference of STAC6
    • Place of Presentation
      Yokohama, JAPAN
    • Year and Date
      2012-06-26
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Book] アンチエイジングシリーズ3. 骨研究最前線 代謝・疾病のメカニズムから再生医療・創薬・リハビリ機器・機能性食品開発まで2013

    • Author(s)
      森山啓司, 上園将慶, 鈴木聖一, 高久田和夫, 菊地正紀
    • Total Pages
      10
    • Publisher
      株式会社 NTS
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Book] FINE CERAMICS REPORT 第31巻4号2013

    • Author(s)
      菊地正紀, 上園将慶, 高久田和夫, 鈴木聖一, 森山啓司
    • Total Pages
      5
    • Publisher
      公益社団法人 日本セラミックス協会
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.nims.go.jp/news/press/2013/04/p201304080.html

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.nims.go.jp/news/press/2013/04/p201304080.html

    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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