2016 Fiscal Year Annual Research Report
迅速に骨接合する歯科矯正用骨膜下アンカレッジデバイスの開発
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15J06344
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
上園 将慶 東京医科歯科大学, 医歯学総合研究科, 特別研究員(PD)
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2015-04-24 – 2018-03-31
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| Keywords | 歯科矯正学 / 骨膜下デバイス / 有限要素解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に引き続き本年度では，1.ブタを用いた顎骨における新規骨膜下デバイスの接合状態に関する検討，2.骨膜下デバイスの最適断面形状に関する検討，3.ラットを用いた骨原性細胞の遊走経路に関する検討を行った．
1.永久歯萌出後の2年齢のマイクロミニピッグ2頭を用いた．設置場所は下顎の犬歯と第一前臼歯の間とした．デバイスを設置した4週間後に採材し、骨形成状態の評価を行った．マイクロCTの撮影を行ったところ，デバイス周囲に骨吸収像はなく，軸内部にも骨形成が認められた．
2.有限要素解析ソフトウェアで，チタンロッド，新生骨，頭蓋骨からなる解析モデルを作製した．チタンロッドの断面形状は半円形(Semicircle; Sc群)，楕円形(Ellipse; El群)および長方形(Rectangle; Rc群)とした．新生骨のvon Mises応力を算出し，断面形状ごとの比較を行った．解析の結果，新生骨高さが等しい条件下では，骨接合強度はRc群で最も高く，次いでSc群，El群の順であった．また新生骨高さの減少に伴い，El群では骨接合強度も共に減少したが，Sc群およびRc群では骨接合強度に顕著な減少はみられなかった．以上より，半円形，楕円形，長方形の断面形状のうち，長方形断面は新生骨高さに影響されず，最も高い骨接合強度が得られることが示された．
3.昨年度と同様のラット脛骨を用いた実験系で，軸部上面が貫通している群，していない群 (各n = 2) について検討を行った．評価はマイクロCT再構築画像で行った．骨表面での新生骨形成量は，軸部上面が貫通している群で骨形成量が多い傾向があった．また，軸内部での新生骨形成量は、両群間で明らかな差は認められなかった．以上の結果から骨表面における骨形成に軸部の貫通孔の有無が影響を及ぼす可能性が示唆されたが，現時点では検体数が少ないため，今後さらなる検討を要する．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成28年6月末日、試作デバイスの作製を行った結果、工作機器の特性、設計図通りに加工できない部位があることが発覚した。その後の動物実験では試作デバイスの形状の差異が生体に及ぼす影響を検討する予定であったため、設計図通りに加工することは必須であった。そのため、作製方法、材質等について再検討する必要が生じ、およそ2ヵ月間の遅延が生じた。
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| Strategy for Future Research Activity |
ブタを用いた顎骨における新規骨膜下デバイスの接合状態に関する検討では、当初のコンセプト通りの形状で良好な骨接合状態が得られた。そこで来年度以降では、デバイス設計の健常性および、デバイスと骨の接合強度の検討を行い、前臨床試験を行う。
骨膜下デバイスの最適断面形状に関する検討では、断面形状の差異がデバイスの二次曲げモーメントに及ぼす影響を含めて再検討を行う。
ラットを用いた骨原性細胞の遊走経路の検討では、各群の頭数を増やし検討を行う。
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