2017 Fiscal Year Annual Research Report
A study on optimized biomechanical implant prosthetic design based on bone remodeling algorithm using in vivo measured load
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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 | 骨リモデリング / 生体内荷重 / 歯科用インプラント |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，インプラントに加わる力とインプラント周囲骨の骨リモデリングとの関連に関して調査した．臨床に直結した知見を得るために，過去に代表者らの研究グループにて，小型水晶圧電式センサを用いて行ったインプラントに加わる荷重の生体内測定研究にて得られた荷重実測値を応用し，インプラント周囲骨の骨リモデリング解析研究を行った．下顎左側臼歯部にインプラントが3本埋入されている被験者の荷重データを応用した．CTデータから構築した３次元下顎骨モデルをベースとした有限要素解析モデルを構築し，生体実測荷重値を咬合力入力値とした解析を実施し，インプラント周囲骨内の歪みエネルギー密度を算出した．その後，ウォルフの法則をベースとした骨リモデリングアルゴリズムを応用し，経年的なインプラント周囲骨リモデリングをシミュレーション解析した．さらに，解析結果を本被験者の実際の経年的骨密度変化アウトカムと対比することで，解析結果の臨床的妥当性についても検証した．これにより，被験者下顎骨密度変化に対応した非線形骨リモデリングアルゴリズムを算出することに成功した
このアルゴリズムを応用し，骨密度変化予測シミュレーションを試行した．すなわち被験者が，下顎左側３歯欠損部を２本のインプラントを支台としたブリッジで補綴すると仮定し，インプラント周囲骨の骨密度がどう変化するかを予測した（本被験者は実際には３本支台の上部構造にて補綴した）．補綴後４年経過後に通常のブリッジや近心カンチレバーブリッジ形態では骨吸収は認められず，遠心カンチレバーブリッジ形態では一部に骨密度の低下が認められるという予測結果が得られた．このような被験者固有の骨リモデリングアルゴリズムを用いたシミュレーションを治療計画段階にて行うことが可能となれば，インプラント埋入・補綴設計を力学的に最適化することが可能となり，その臨床的意義は極めて大きいと考える．
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Research Products
(8 results)
