矯正力による歯槽骨、顎骨の生体力学的変化とリモデリングとの関連性

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06404074
• Research Institution: HIROSHIMA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 丹根 一夫 広島大学, 歯学部, 教授 (30159032)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 京面 伺吾 広島大学, 歯学部・附属病院, 助手 (40270780) ; 吉田 志乃 広島大学, 歯学部・附属病院, 医員 (80263713)
• Keywords: 生体力学 / 歯の矯正的移動 / 歯槽骨改造 / 加齢変化 / 鼻上顎複合体 / 縫合性反応 / 顎関節 / 下顎頭吸収

Research Abstract

顎顔面部の歯槽骨や上下顎骨の改造変化と応力の関係について,有限要素法を用いた検討を行った。
歯槽骨の改造と応力の関係については,ラット上顎臼歯の移動実験と有限要素法による歯周組織の応力解析により評価した。ラットの歯の移動実験により、加齢の影響が歯の移動効率を低下させることにあることが示された。また,その原因を組織化学的に検討した結果,週齢の高い成熟ラット(成人に相当)では歯槽骨の吸収に関与する歯周靱帯内細胞の活性が低下していることが明らかとなった。この結果を有限要素法による解析に反映したところ,成人における歯の移動効率の低下に関係する要因として,圧迫側歯根膜内の応力が過大となり,これが細胞活性の低下と依存して歯槽骨の吸収遅延を引き起こすことが強く示唆された。
次に,上下顎骨の改造変化と顎整形力,咀嚼力との関係について検討した。鼻上顎複合体に上顎後方索引力を加えた場合の縫合部の応力を有限要素解析により明らかにした結果,矯正歯科臨床で認められる上顎部の変化には縫合部の応力が強く関与しており,さらにこれを決定するものに顎整形力の作用方向が大きな要因であることが明らかとなった。また,顎関節部に作用する咬合力と下顎頭の吸収との関連性を検討したところ,上下顎骨の垂直的不調和が下顎頭表層における応力の不均衡,すなわち下顎前方部での圧縮応力の過大を引き起こし,これが臨床でよく見られる下顎頭の吸収につながる大きな要因であることが明らかとなった。
以上の検討により,顎顔面部の骨の改造にはさまざまな機械的刺激により誘発される応力が関与していることが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] Miyasaka-Hiraga, J. et. al.: "Finitc Element Analysis for Stresses in the Craniofacial Sutures Produced by Maxillary Protaction Forces Applied at the Upper Canines" Brit. J. Orthod.21. 343-348 (1994)
• [Publications] Tanaka, E. et. al.: "A three-dimensional finite element model of the mandible including the TMJ and its application to stress analysis in the TMJ during clenching" Med. Eng. Phys.16. 316-322 (1994)
• [Publications] Tanne, K. et. al.: "An analytic technique to simulate bone remodeling during orthodontic tooth movement" 歯科基礎医学会雑誌. 36. 71-76 (1994)
• [Publications] Tanne, K. et. al.: "Location of the Centre of Resistance for the Nasomaxillary Complex Studied in a Three-Dimensional Finite Element Model" Brit. J. Orthod.22. 227-232 (1995)
• [Publications] Tanne, K. et. al.: "Biomechanical behavior of the periodontium before and after orthodontic tooth movement" Angle Orthod.65. 123-128 (1995)
• [Publications] Tanne, K. et. al.: "Stress Distributions in the TMJ During Cleching in Patients With Vertical Discrepancies of the Craniofacial Complex" J. Orofac. Pain. 9. 153-160 (1995)
• [Publications] Tanne, K. et. al.: "Association between the direction of orthopedic headgear force and sutural responses in the nasomaxillary complex" Angle Orthod.66. 125-130 (1996)
• [Publications] Tanne, K. et. al.: "Stress distributions in the temporomandbular joint produced by orthopedic chinaup forces applied in varying derections : A three-dimensional analytic approach with the finite element method" Am. J. Orthod. Dentofac. Orthop.110. 502-507 (1996)
• [Publications] Kyomen, S. et. al.: "Influences of aging changes in proliferative rate of PDL cells during experimental tooth movement in rats" Angle Orthod.67. 67-72 (1997)
• [Publications] Yoshida, S. et. al.: "An Evaluation of the Biomechanical Response of Tooth and Periodontium to Orthodontic Forces in Adolescent and Adult Subjects" Brit. J. Orthod.24(in print). (1997)