Implant systems using innovative and economical titanium alloys fabricated with 3D printing processes
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23K09285
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 57050:Prosthodontics-related
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| Research Institution | The Nippon Dental University |
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Principal Investigator |
小池 麻里 日本歯科大学, 生命歯学部, 准教授 (00234667)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堀江 哲郎 日本歯科大学, 生命歯学部, 講師 (10508675)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2026: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2025: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | Additive Manufacturing / 歯科用インプラント / チタン合金 / 生体親和性 / in vivo 試験 / オッセオインテグレーション / 3D printing / titanium alloys / implants / biocompatibility / additive manufacturing |
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| Outline of Research at the Start |
チタン合金を用いた3Dプリンタ技術により最適な格子状構造をインプラント表面に付与できることは，生体に適した弾性率と骨とのオッセオインテグレーション早期確立を促進する表面形状を備えた医用インプラントの製作が可能となる．このシステムで製作したインプラント体を生体に応用できるかどうかをin vivoで評価することは，各個人に最適なインプラント体を製作できるシステムの構築と臨床現場への導入に繋がり，長寿社会の再生医療への貢献と医療費抑制の一助となる．
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| Outline of Annual Research Achievements |
試料表面のデザインを決定し，ISO 6892 (2016)とISO 7438 (2020) に準じた試料を製作し，万能試験機による機械的特性，白色干渉顕微鏡による表面粗さおよび接触角計によるぬれ性を評価した．また，走査電子顕微鏡にて表面性状を観察した．並行して，ISO 10993-5 (2009) に準じたBalb/c 3T3マウス繊維芽細胞 (購入済み) に対する細胞毒性試験にて，表面性状に対する生体親和性を評価した．これらの結果を基に，表面格子構造を決定した．
in vivo試験に使用するために，対照群として使用する市販のインプラントの３Dイメージから最終的な試料の3D データを構築し，表面に格子構造を付与したインプラント体をAM技術により試作した．
骨接合性評価のための実験は，2016年に報告した手技 (Chu TG et al, 2016) に従って実施してもらうようハムリ―株式会社に委託した．その手技は，造形したインプラント形状の試料2種類（格子構造あり・なし）と市販インプラントを4個ずつ準備し，3 羽の健康なうさぎの脛骨中央部に11 mmの間隔をとって各側に2個ずつ埋入する計画とした．埋入後6週後に脛骨を摘出し，インプラント引抜き試験 (ASTM F564-17, 2017）と組織学的観察で評価する予定としている．
以上の結果から，積層造形による表層構造による骨結合性への影響を明らかにする．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
試料表面のデザインを決定し，ISO 6892 (2016)とISO 7438 (2020) に準じた試料を製作し，万能試験機による機械的特性，白色干渉顕微鏡による表面粗さおよび接触角計によるぬれ性を評価し，走査電子顕微鏡にて表面性状の観察も終了した．これに並行して，ISO 10993-5 (2009) に準じたBalb/c 3T3マウス繊維芽細胞に対する細胞毒性試験にて，表面性状に対する生体親和性も評価した．これらの結果を基に，格子構造を決定し，in vivo試験に使用するために，対照群として使用する市販のインプラントの３Dイメージから最終的な試料の3D データを構築し，実験に用いる格子構造を付与したインプラント体をAM技術により試作した．
骨接合性評価のための実験は，2016年に報告した手技 (Chu TG et al, 2016) に基づいた実験計画に従って実施するようハムリ―株式会社に委託した状況であるため，おおむね順調に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
試料表面のデザインを決定し，ISO 6892 (2016)とISO 7438 (2020) に準じた試料を製作し，万能試験機による機械的特性，白色干渉顕微鏡による表面粗さ，接触角計によるぬれ性および走査電子顕微鏡による表面性状の観察も終了している．これに並行して，ISO 10993-5 (2009) に準じたBalb/c 3T3マウス繊維芽細胞に対する細胞毒性試験にて，表面性状に対する生体親和性も評価している．これらの結果を基に，格子表面構造を決定し，in vivo試験に使用するために，対照群として使用する市販のインプラントの３Dイメージから最終的な試料の3D データを構築し，実験に用いる格子構造を付与したインプラント体をAM技術により試作し，骨接合性評価のための実験は，2016年に報告した手技 (Chu TG et al, 2016) に従って実施してもらうようハムリ―株式会社に委託した状況である．
したがって，今後は，動物実験によるオッセオインテグレーションの結果を含め，インプラント体そのものの評価およびその臨床応用について評価し，AM技術の応用可能なシステムの構築を考案していく予定である．
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Report
(1 results)
Research Products
(2 results)
