2016 Fiscal Year Research-status Report
骨改造アルゴリズムを応用した生体荷重ベースのインプラント補綴力的最適化設計の検討
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15K11147
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
川田 哲男 東北大学, 歯学研究科, 大学院非常勤講師 (80292225)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
依田 信裕 東北大学, 歯学研究科, 助教 (20451601)
佐々木 啓一 東北大学, 歯学研究科, 教授 (30178644)
小川 徹 東北大学, 歯学研究科, 准教授 (50372321)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 歯科用インプラント / 骨リモデリング / 生体内測定 / 有限要素解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
下顎臼歯部3歯欠損に対しインプラント3本支台の固定性補綴治療が施され，経過良好な患者1名を被験者とした．補綴終了後の経年的パノラマX線画像データ（1，2，3，4年後）を用いて，インプラント周囲の骨密度変化を分析した．また，この患者の下顎骨を再現した有限要素解析モデルを作成し，前年度に小型水晶圧電式センサを用いて，咬みしめや咀嚼等の機能時にインプラントに加わる荷重を生体内にて3次元的に測定し，使用する支台インプラントの位置・本数を変化させ，4パターンの支持形態条件（3本支台（被験者に適用した補綴形態），2本支台ブリッジ・近心カンチレバー・遠心カンチレバー）を設定し，各条件において荷重測定をしたデータを入力した.インプラントおよび上部構造は患者口腔内と同一規格になるようCADソフトウェアにて作成し，モデル上に再現した．生体内実測荷重データを有限要素モデルに入力し，骨内の歪みエネルギー密度を解析した．
有限要素解析により得られた歪みエネルギー密度分布をベースに骨リモデリングシミュレーション解析を行い，補綴4年後の骨密度変化をシミュレーションにより算出した．このシミュレーション結果を実際の患者骨密度変化と比較し，シミュレーションアルゴリズムと演算式に修正を加えることにより，臨床的に妥当性の高い非線形骨リモデリングアルゴリズムを構築した.
構築された患者固有非線形骨リモデリングアルゴリズムによりシミュレートされた骨密度変化は，実際の生体骨密度変化に対して有意に相関した（p＜0.01）．
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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
現時点ではおおむね予定通りに進行していると思われる．しかしながら，本研究のベースとなる生体内測定の被験者のリクルートがやや困難であり，今後の進捗に影響する可能性もある．
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究に参加可能な被験者のリクルートを強化する．また，前年度に構築できた骨リモデリングアルゴリズムを多くの症例に対し応用するために必要な改良を施していく．そのために研究協力者（工学博士）による知識・技術サポートを積極的に得ていく．
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| Causes of Carryover |
当該年度に購入した物品が予定よりも減額されたため，次年度使用額が生じたと考えられる．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度はこの使用額を含め，主に解析を終了させること，および研究結果の公表（旅費・印刷代）のために使用する計画である．
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[Presentation] Biomechanical Bone Responses by Mandibular Reconstruction with Fibula Free Flap2016
Author(s)
Yoda N, Chen J, Zhang K, Liao Z, Koyama S, Sato N, Li W, Sasaki K, Swain M, Li Q
Organizer
11th Biennial Meeting of the ISMR
Place of Presentation
Belgrade, Serbia
Year and Date
2016-05-04 – 2016-05-07
Int'l Joint Research
