| Project/Area Number |
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 2024)
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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 / オッセオインテグレーション / in vivo 試験 / 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 |
Additive Manufacturing(AM)技術を用いた歯科用インプラント製作・臨床応用を目指した課題である．Ti6Al4V-ELI合金を用いてAM技術で製作した試料と従来法である鋳造による試料の機械的性質，Balb/c 3T3マウス繊維芽細胞に対する細胞毒性および最近付着特性を比較して，現在までに得られた結果が同程度であったことを踏まえ，AM技術による造形をインプラント体に応用する際の表面のデザインを決定し，in vivo試験を行った．対照群として使用した市販のインプラントの3Dイメージを基に最終的な試料の3D データを構築し，外形は市販インプラント同じであるが表面に格子構造を付与したものとしていない(Solid)インプラント体をAM技術により試作した．造形したインプラント形状の試料2種類と市販インプラントを4個ずつ準備し，2016年に報告した手技 (Chu TG et al, 2016) に従って3羽の健康なうさぎの脛骨中央部を中心に11 mmの間隔をとって各側に2個ずつ埋入した．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）と組織学的観察により評価した．
インプラント体引抜き試験の結果では，格子構造を付与したAMインプラント体と市販のインプラントでは，格子構造を付与していない(Solid)AMインプラント体より高い骨結合性が示された．また，組織学的観察においては全ての試料に対する炎症性反応は観察されなかった．
短期間の結果ではあるが，AM技術によるインプラント体を埋入した際の骨結合性は，市販インプラントと同程度であったことから，インプラント体製作にAM技術の導入が期待できることを明らかにしている．
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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
これまでの基礎的な結果を基に試料表面の格子構造を決定し，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ているものとしていない（Solid) インプラント体をAdditive Manufacturing(AM)技術により試作した．造形したインプラント体形状の試料2種類と市販インプラントの4個ずつを，3羽の健康なうさぎの脛骨中央部を中心に11 mmの間隔をとって各側に2個ずつ埋入した．埋入後6週後に脛骨を摘出し，インプラント体引抜き試験 (ASTM F564-17, 2017）と組織学的観察を実施している．
インプラント引抜き試験と組織学的観察から良好な結果を得ていることから，おおむね順調に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの基礎的な結果を基に試料表面の格子構造を決定し，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ているものとしていない（Solid) インプラント体の2種類ををAdditive Manufacturing(AM)技術により試作した．造形したインプラント形状の試料2種類と市販インプラントを4個ずつを，3羽の健康なうさぎの脛骨中央部を中心に11 mmの間隔をとって各側に2個ずつ埋入した．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）と組織学的観察を実施している．
今回の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技術によるカスタムメイドのインプラント体を造形するシステムの構築を考案していく予定にしている．
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