Development of Innovative Implant Therapy by Synergistic Effects of Immediate Placement and PTH Formulation on Bone Mass and Quality

• Project/Area Number: 21K17023
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 57040:Regenerative dentistry and dental engineering-related
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: Uto Yusuke 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 助教 (10816680)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: インプラント / 即時埋入 / 骨質 / ＰＴＨ

Outline of Research at the Start

デンタルインプラントは失った歯を補う有効な治療法であるが、インプラントが顎の骨と結合する「オッセオインテグレーション」を獲得するまでに数か月の期間を要するため、治療期間が長期化するという問題がある。本研究ではまず、抜歯とインプラント埋入を同時に行う即時埋入の有効性をラット上顎骨へのインプラント埋入によって検証する。更に、近年見いだされたPTH製剤による骨量増大効果、骨質向上効果を、口腔内の局所に薬剤投与する簡便な方法を併用することにより、インプラント治療の期間を大幅に短期化する革新的な治療法の開発を目指すことが本研究の目的である。

Outline of Final Research Achievements

An experimental model of immediate placement of implants in the maxillary bone of rats was developed in which implants were placed at the same time as tooth extraction. The combination of implant placement and localized intraoral administration of PTH accelerated peri-implant bone healing and increased both bone quality and volume. It was also found that post-implantation surgery denatures collagen fibers in the surrounding bone, which remain in the bone for a long period of time. This is thought to affect the mechanical function of the peri-implant bone.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

臨床ではすでに実施されている抜歯即時インプラント埋入術に対し基礎科学的な裏付けを行う実験モデルをラットにおいて確立した．更にPTH製剤を利用してインプラント治療の欠点の一つである治療期間の長さを短縮する方法を開発したことに社会的意義がある．またPTH製剤の併用で骨量と骨質を改善できることを明らかにし，未だ不明な点の多いインプラント周囲骨における分子生物学的動態を解析したことに学術的意義がある．

Research Products

• [Journal Article] Effect of intraoral administration of parathyroid hormone on osseous and soft tissue healing around implants in ovariectomized rat maxillae (2023)
  • Author(s): Al‐Omari Farah A.、Kuroshima Shinichiro、Uto Yusuke、Uchida Yusuke、Sawase Takashi
  • Journal Title: Clinical Oral Implants Research Volume: 35 Issue: 3 Pages: 305-320
  • DOI: 10.1111/clr.14227
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Effects of implant placement on long-term distribution of denatured collagen in peri-implant bone in rat maxillae (2024)
  • Author(s): Yusuke Uto , Shinichiro Kuroshima , Yusuke Uchida , Yuya Yamanouchi , Xiaoxu Zhang , Juo Pei Lee , Takashi Sawase
  • Organizer: The 8th Biennial Joint Congress of CPS-JPS-KAP
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The effects of bone substitutes in guided bone regeneration for immediate implant placement after post-tooth extraction in rat maxillae (2024)
  • Author(s): Xiaoxu Zhang , Shinichiro Kuroshima , Yusuke Uto , Yusuke Uchida , Lee Juo Pei , Takashi Sawase
  • Organizer: The 8th Biennial Joint Congress of CPS-JPS-KAP
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Effects of intermittent PTH administration on early stages of wound healing around implants in ovariectomized rat maxillae (2024)
  • Author(s): Yusuke Uchida , Farah A. Al Omari , Shinichiro Kuroshima , Yusuke Uto , Xiaoxu Zhang , Soichiro Dohi , Takashi Sawase
  • Organizer: The 8th Biennial Joint Congress of CPS-JPS-KAP
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ラット上顎骨におけるインプラント周囲骨組織のコラーゲン線維変性． (2023)
  • Author(s): 右藤 友督 , 黒嶋 伸一郎 , 山之内 裕也 , 内田 悠介 , Al-Omari Farah A , 張 暁旭 , 石嵜 智大 , 澤瀬 隆
  • Organizer: 第53 回公益社団法人日本口腔インプラント学会学術大会
• [Presentation] ラット上顎骨へのインプラント埋入により生じる骨コラーゲン線維の変性と経過 (2023)
  • Author(s): 右藤 友督 , 黒嶋 伸一郎 , 内田 悠介 , 張 暁旭 , Al-Omari Farah A , 山之内 裕也 , EE Juo Pei , 澤瀬 隆
  • Organizer: 第8回日本骨免疫学会
• [Presentation] 副甲状腺ホルモンの口腔内投与はインプラント周囲硬軟組織治癒を促進する (2023)
  • Author(s): Al-Omari Farah A , 黒嶋伸一郎 , 右藤友督 , 内田悠介 , 澤瀬 隆
  • Organizer: 公益社団法人日本補綴歯科学会 第132回学術大会
• [Presentation] Effects of administration route of parathyroid hormone on bone quantity around implants in ovariectomized rat maxillae (2023)
  • Author(s): Al-Omari Farah A , 黒嶋伸一郎 , 右藤友督 , 内田悠介 , 張 暁旭 , 三田公麿 , 鮎川保則 , 澤瀬 隆
  • Organizer: 公益社団法人日本口腔インプラント学会 第40回九州支部学術大会
• [Presentation] Effects of controlled early loading on bone quality and quantity around implants in rat maxillae (2022)
  • Author(s): Suzue M , Kuroshima S , Uto Y , Uchida Y , Ishizaki T , Sawase T
  • Organizer: 100th General Session and Exhibition of the IADR
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ラット上顎骨に埋入されたインプラント周囲の骨質と骨量に与える早期荷重の影響 (2022)
  • Author(s): 鈴江正義 , 黒嶋伸一郎 , 右藤友督 , 佐々木宗輝 , 石嵜智大 , 金子 遥 , 澤瀬 隆
  • Organizer: 第42回日本骨形態計測学会
• [Presentation] インプラントへの早期荷重がもたらす骨量・骨質向上効果の検証 (2022)
  • Author(s): 黒嶋 伸一郎 , 右藤友督 , 内田 悠介 , Al-Omari Farah A , 澤瀬 隆
  • Organizer: 第40回日本骨代謝学会学術集会
• [Presentation] LPS誘発型インプラント周囲炎モデルラットの開発と硬軟組織病態比較によるインプラント周囲炎抵抗性デザインの検討 (2022)
  • Author(s): 石嵜智大 , 黒嶋伸一郎 , 右藤友督 , 内田悠介 , 澤瀬隆
  • Organizer: 第52回公益社団法人日本口腔インプラント学会学術大会
• [Presentation] インプラント周囲骨の骨量・骨質解析が裏付ける早期荷重プロトコル確立のための基盤構築研究 (2021)
  • Author(s): 鈴江正義, 黒嶋伸一郎, 石嵜智大, 内田悠介, 右藤友督, 澤瀬 隆
  • Organizer: 第51回公益社団法人日本口腔インプラント学会学術大会
• [Presentation] 規則的な繰り返し荷重の開始時期がラット上顎骨に埋入されたインプラント周囲の骨量と骨質に与える影響 (2021)
  • Author(s): 鈴江正義, 黒嶋伸一郎, 右藤友督, 内田悠介, 石嵜智大, 澤瀬 隆
  • Organizer: 第39回日本骨代謝学会学術集会
• [Presentation] 早期荷重がラット上顎骨に埋入されたインプラント周囲の骨量と骨質に与える影響 (2021)
  • Author(s): 鈴江正義, 黒嶋伸一郎, 右藤友督, 内田悠介, 石嵜智大, 澤瀬 隆
  • Organizer: 公益社団法人日本補綴歯科学会 第130回記念学術大会
• [Presentation] 荷重時期と付与期間がラット上顎骨に埋入されたインプラント周囲の骨量と骨質に与える影響 (2021)
  • Author(s): 鈴江正義, 黒嶋伸一郎, 右藤友督, 内田悠介, 石嵜智大, 澤瀬 隆
  • Organizer: 第41回日本骨形態計測学会