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Investigation of the relation between implant overload and marginal bone resorption using stress analyses of three-dimensional finite element models

Research Project

Project/Area Number 20K10031
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 57050:Prosthodontics-related
Research InstitutionNiigata University

Principal Investigator

STEGAROIU Roxana  新潟大学, 医歯学系, 准教授 (10303140)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 荒井 良明  新潟大学, 医歯学総合病院, 准教授 (10301186)
黒川 孝一  新潟大学, 医歯学系, 准教授 (60215085)
田中 茂雄  金沢大学, フロンティア工学系, 教授 (20262602)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords歯学 / 骨応力予測 / 口腔インプラント
Outline of Research at the Start

本研究の主な目的は臨床経過の追跡中の症例において、インプラント周囲炎に起因せず、辺縁骨吸収が生じた際、インプラントの周囲骨の応力・ひずみを機能負荷開始時における同部位の応力・ひずみと比較し、その相違と辺縁骨吸収との関連性を探索することである。そのために、多くのインプラント検討症例を対象に「初期モデル」の骨梁三次元有限要素モデルを作成し、応力を算出・アーカイブしていく。インプラントの経過観察中に骨吸収が生じた際に、新たな「骨吸収モデル」を作成し、応力解析を行う。辺縁骨吸収の観点から初期・骨吸収両モデルにおける応力・ひずみ分布の比較検討を行い、インプラント過重負担と辺縁骨吸収の関連性を探索する。

Outline of Final Research Achievements

Based on data from patients with unilateral free-end mandibular edentulous ridges, 3D finite element models with highly accurately simulated bone morphology and occlusal contacts/loads were constructed and biomechanically analyzed. The results were stored as a baseline reference and the patients were followed up. During the entire study period, all patients had healthy peri-implant tissues without marginal bone loss. By following up the cases in long term, in the event of marginal bone loss occurring, the comparison of the baseline strains/stresses with those calculated in newly constructed models under the occlusal loads at the time of bone loss becomes possible. This is expected to lead to the clarification of the relation between peri-implant bone strain/stress and implant overload.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究によって蓄積した症例と得られた解析結果は、臨床経過の追跡中である本研究の対象者において力学的な観点からインプラント周囲骨の骨吸収メカニズムを探究する、さらなる研究のための重要な比較対象となると考えられる。そのメカニズムが解明されれば、治療計画の段階から過重負担によるインプラントの辺縁骨吸収やインプラント体の脱落のリスクの軽減につながることが期待され、歯科インプラント治療の臨床成績向上に貢献できると考えられる。

Report

(6 results)
  • 2024 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] 下顎第一大臼歯部遊離端欠損に対しインプラント補綴治療を行った 1 例2022

    • Author(s)
      山﨑 裕太
    • Journal Title

      日本口腔インプラント学会誌

      Volume: 35

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Principal Strains in the Bone around an Implant Supporting a Restoration Fabricated Using a Fully Digital Workflow: a 3D Finite Element Analysis.2024

    • Author(s)
      Roxana Stegaroiu, Koichi Kurokawa, Yoshiaki Arai, Yuta Yamazaki, Shigeo Tanaka.
    • Organizer
      The 133rd Annual Meeting of the Japan Prosthodontic Society / The 14th Biennial Congress of the Asian Academy of Prosthodontics (AAP)
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Implant overload and bone resorption: clinical reasoning based on biomechanical analyses2023

    • Author(s)
      Roxana Stegaroiu
    • Organizer
      The 11th Edition of the Carol Davila University of Medicine and Pharmacy Congress
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Analysis of Principal Strains in Peri-implant Bone Under Occlusal Loads2023

    • Author(s)
      Roxana Stegaroiu, Koichi Kurokawa, Yoshiaki Arai, Yuta Yamazaki, Shigeo Tanaka
    • Organizer
      第71回国際歯科研究学会日本部会〔JADR〕学術大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] デジタル技術を応用したインプラント症例の咬合負荷解析用3次元有限要素モデルの構築2023

    • Author(s)
      Roxana Stegaroiu, 黒川孝一,荒井良明,山崎裕太,田中茂雄
    • Organizer
      令和5年度 公益社団法人 日本補綴歯科学会 関越支部学術大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 口腔内スキャナーを活用したインプラント咬合負荷解析用3次元有限要素モデルの構築.2022

    • Author(s)
      Stegaroiu Roxana,黒川孝一,荒井良明,山崎裕太,田中茂雄.
    • Organizer
      日本補綴歯科学会 第131回学術大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2026-01-16  

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