1992 Fiscal Year Annual Research Report
組織学的構造を反映した粘膜および歯根膜の生体力学的シミュレーションモデル
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02454447
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
宮入 裕夫 東京医科歯科大学, 医用器材研究所, 教授 (50013892)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福田 秀昭 東京医科歯科大学, 医用器材研究所, 助手 (50014163)
永井 正洋 東京医科歯科大学, 医用器材研究所, 助手 (10013971)
高久田 和夫 東京医科歯科大学, 医用器材研究所, 助教授 (70108223)
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| Keywords | 粘膜 / 歯根膜 / 粘膜の被圧縮性 / 生体力学 / シミュレーションモデル |
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| Research Abstract |
本研究は、力学的な負荷のもとにおける生体組織の変形状況を検索するとともに、その特徴を取り込んだ力学シミュレーションモデルを作成することを目的とする。研究の最終年度にあたる本年度は、昨年度に引き続いてのモデル実験ならびに動物資料での実験を行うとともに、数値シミュレーションモデルの作成、さらに線維芽細胞の培養実験を行って以下の結果を得た。
1.粘膜については、リニアアクチュエータを用いて、ブタ下顎粘膜の動的圧縮試験を行ない、押込み深さ一荷重曲線を得た。押込み荷重の周波数を変えて実験を行ない、周波数が高くなるとともに粘膜の剛性があがることを確認した。
2.歯根膜に関しては、歯牙移動の数学モデルを作成した。これは歯牙への負荷にともない歯根膜が圧縮され、被圧縮量により定められる血行状況により骨吸収が支配されるというものである。このモデルにより、従来の生体力学モデルでは扱えなかった大荷重での穿下性骨吸収と最適矯正力での直接性骨吸収をシミュレーションできるようになった。
3.骨のリモデリングに関しては、前年度に開発した化学的因子と力学的因子のカップリング機構に基づくシミュレーションモデルを用いて、種々の荷重条件のもとでの数値計算を行なった。その結果、骨に繰返し曲げ方が作用する場合における骨皮質の肥厚や、繰返し曲げに偏心した圧縮荷重が重畳される場合における適応的リモデリングについて、臨床的に知られている結果をシミュレートすることができるようになった。
4.in uitroにおいて細胞の力学的応答を調べる系については、ウサギ関節滑膜由来線維芽細胞のコラーゲンゲル内培養を行なった。そして細胞に作用する応力状態を変化させることにより細胞の伸長方向が変わること、また引張応力方向への遊走や増殖などを明らかにした。
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