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Analysis of mechanical function of jaw bone from the viewpoint of nano-scale

Research Project

Project/Area Number 17K17218
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Dental engineering/Regenerative dentistry
Research InstitutionTokyo Dental College

Principal Investigator

Kasahara Masaaki  東京歯科大学, 歯学部, 助教 (60779776)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords骨質 / 生体アパタイト / BAp / 結晶配向性 / 顎骨 / 骨量 / 結晶工学 / 力学解析 / 歯学 / 解剖学
Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study was to elucidate the mechanical function of human jawbone by focusing on the effect of biological apatite (BAp) crystal alignment, which is a bone quality factor, on bone strength, mainly by bone quality analysis.
The BAp crystal alignment, bone mineral density (BMD), and Young's modulus were measured in both dentate and edentulous jaw bones by nanoindentation method to search for sites affected by occlusal pressure and muscle functional pressure due to masticatory muscles. The results obtained from this study suggest that the correlation between bone strength and bone quality may provide a clue to elucidate the mechanical environment inside the jawbone.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ヒト顎骨は上顎と下顎で異なる構造を呈しており、咬合力を伝達している歯の形態もまた異なる。このことから顎骨は咬合力に依存して、その内部構造を大きく変化させるものだと考えられる。従って、顎骨にかかる力学的影響を考慮した骨診断や治療が行われるべきであるが、未だ生体力学的診断基準は規定されていない。対して、BAp結晶配向性が持つ情報は「ベクトル量」であるため、多岐にわたる骨質の構成要素のなかでも力学機能の定量的評価ならびにメカニカルストレスの可視化を実現できる最有力指標となりうることが期待される。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] Micro- and nano-bone analyses of the human mandible coronoid process and tendon-bone entheses2020

    • Author(s)
      Kasahara Masaaki、Matsunaga Satoru、Someya Tomoko、Kitamura Kei、Odaka Kento、Ishimoto Takuya、Nakano Takayoshi、Abe Shinichi、Hattori Masayuki
    • Journal Title

      Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials

      Volume: in press Issue: 7 Pages: 00-00

    • DOI

      10.1002/jbm.b.34609

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ヒト筋突起腱-骨付着部の構造特性解明2019

    • Author(s)
      笠原正彰, 染屋智子, 京極 啓,五十嵐俊男,愛知徹也,野口竜実,市川弘道,長谷川晃嗣,服部雅之
    • Organizer
      第74回日本歯科理工学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 微小領域エックス線回折法によるヒト筋突起腱付着部のミクロ/ナノ構造特性2019

    • Author(s)
      笠原正彰,北村 啓,小髙研人,笠原典夫,山田雅司,松永智
    • Organizer
      第46回日本臨床バイオメカニクス学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 歯科インプラント周囲に新生されたオステオンの構造特性2019

    • Author(s)
      松永 智,小髙研人,笠原典夫,笠原正彰,北村 啓,山田雅司,阿部伸一
    • Organizer
      第46回日本臨床バイオメカニクス学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 歯科インプラント周囲顎骨における生体アパタイト結晶配向性の三次元的検討2019

    • Author(s)
      小高研人,松永 智,北村 啓,笠原典夫,笠原正彰,山田雅司,阿部伸一
    • Organizer
      第46回日本臨床バイオメカニクス学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 微小領域骨解析によるヒト筋突起の構造特性解明2018

    • Author(s)
      笠原正彰、染屋智子、五十嵐俊男、愛知徹也、市川弘道、吉成正雄、服部雅之
    • Organizer
      第72回日本歯科理工学会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 微小領域エックス線回折法によるヒト筋突起のBAp 結晶配向性解析2018

    • Author(s)
      笠原正彰、染屋智子、京極 啓、五十嵐俊男、愛知徹也、野口竜実、市川弘道、長谷川晃嗣、吉成正雄、服部雅之
    • Organizer
      第71回日本歯科理工学会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 微小領域X線回折法を用いたヒト上顎皮質骨のBAp結晶配向性解明2017

    • Author(s)
      笠原正彰
    • Organizer
      第70回日本歯科理工学会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 微小領域エックス線回折法によるヒト上顎骨のナノ構造特性解明2017

    • Author(s)
      笠原正彰
    • Organizer
      第37回日本骨形態計測学会
    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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