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2015 Fiscal Year Research-status Report

生分解性マグネシウム合金メッシュによる次世代型顎骨再建法の開発

Research Project

Project/Area Number 15K11305
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

高橋 哲  東北大学, 歯学研究科(研究院), 教授 (60226850)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山内 健介  東北大学, 歯学研究科(研究院), 講師 (10364150)
清水 良央  東北大学, 歯学研究科(研究院), 助教 (30302152)
向井 敏司  神戸大学, 大学院工学研究科, 教授 (40254429)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords生分解性 / マグネシウム合金 / 機械的特性 / 分解特性試験 / 細胞毒性 / 生体安全性
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は金属性材料の生体遺残の問題と吸収性材料の強度不足を解消するため、生分解性マグネシウム合金 をもちいた生体吸収型金属による次世代型顎骨再建法を開発するものである。研究分担者の向井らは、本目的にあったメッシュを開発した。本メッシュの機械的特性、すなわち、3点曲げ試験、引っ張り試験、ガイド曲げ試験により、良好な特性をもった合金メッシュの開発に成功した。次に分解特性試験(in vitro)を行い、疑似体液および培養液を用い、分解特性を調べ、この点においても臨床で応用可能な分解特性を持ったメッシュ合金のいくつかの試作に成功した。現在は、in vitroの含有元素の細胞毒性についての検討を、線維芽細胞(L929)を用い,MTT assayにより行っている。さらに in vivo試験において、ラット背部皮下移植を行い、その生体安全性と分解挙動試験を行っている。これまで in vitroの細胞毒性については、その毒性は認められず、生体材料として十分もちいることができることを検証した。またin vivoの生体安全性試験においては、分解時、水素が発生することが明らかになった。現在、皮下への植立の条件を変えて、気体の発生がどのようにして起こり、またその気体が生体においてどのように吸収されるかということ、また気体の発生を最小限に抑えるために、合金の組成および形状をどのようにすればよいのかについて、詳細な検討を重ねているところであり、生体材料としてのマグネシウムの開発でもっとも重要な段階に入っている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

機械的な特性や、分解特性試験は満足のいくものであるが、上記のようにin vivoの生体安全性試験においては、分解時、水素が発生することが明らかになった。生分解性マグネシウムが分解の過程で気体を発生すると、臨床応用においては重大な合併症に繋がる可能性があり、分解で気体の発生を最小限に抑える研究が急務である。in vivoでのマグネシウム合金による骨造成の実験に進む前にぜひともこの点を克服して行きたい。

Strategy for Future Research Activity

まずは上記のように、気体の発生の少ない、生分解性マグネシウム合金の開発を急ぐ。また気体の発生を最小限にするようなメッシュ構造の形状を検証する。その上でラットを用いた臨床応用実験を進めていく。ラット頸骨骨欠損モデルを作成し、生分解性マグネシウム合金を骨欠損部に適合させ、2, 4, 8, 12週で観察を行う。肉眼的な観察および,マイクロCTによる評価、非脱灰標本による骨の形成状況の評価を粉って行く。ラット頸骨での実験を遂行したのち、イヌなど大型動物での臨床応用動物実験を考えている。

  • Research Products

    (21 results)

All 2016 2015

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 4 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 3 results) Book (3 results)

  • [Journal Article] Tooth-bone CAD/CAM surgical guide for genioplasty.2016

    • Author(s)
      Yamauchi K, Yamaguchi Y, Katoh H, Takahashi T.
    • Journal Title

      Br J Oral Maxillofac Surg.

      Volume: 54 Pages: 1134-1135

    • DOI

      10.1016/j.bjoms.2016.03.012.

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Implant vertical fractures provoked by laboratory procedures: A finate element analysis inspired from clinical cases2016

    • Author(s)
      Takeshita K, Toia M, Jinno Y, Sumi T, Takahashi T, Halldin A, Jimbo R
    • Journal Title

      Implant Dent.

      Volume: in press Pages: in press

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Cortical bone repositioning for horizontal alveolar bone augmentation; A case series.2016

    • Author(s)
      ensuke Yamauchi, Shinnosuke Nogami, Yoshihiro Kataoka, Shigeto Koyama, Bernd Lethaus, Tetsu Takahashi
    • Journal Title

      Int J Periodontics Restorative Dent.

      Volume: in press Pages: in press

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Orthodontic osteogenecity enhanced by a porous gelatin sponge in a critical-sized rat calvaria defect2015

    • Author(s)
      Kanda N, Anada T, Handa T, Kobayashi K, Ezoe Y, Takahashi T, Suzuki O
    • Journal Title

      Macromol Biosci.

      Volume: 15 Pages: 1647-1655

    • DOI

      10.1002/mabi.201500191

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Evaluation of the treatment modalities for neurosensory disturbances of the inferior alveolar nerve following retromolar bone harvesting for bone augmentation.2015

    • Author(s)
      Nogami S, Yamauchi K, Shiiba S, Kataoka Y, Hirayama B, Takahashi T
    • Journal Title

      Pain Med.

      Volume: 16 Pages: 501-512

    • DOI

      10.1111/pme.12618.

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The effect of decortication for periosteal expansion osteogenesis using shape memory alloy mesh device2015

    • Author(s)
      Yamauchi K, Nogami S, Tanaka K, Yokota S, Shimizu Y, Kanetaka H, Takahashi T
    • Journal Title

      Clin Implant Dent Relat Res.

      Volume: 17 Pages: e376-e384

    • DOI

      10.1111/cid.12250.

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Octacalcium phosphate collagen composite facilitates bone regeneration of large mandibular bone defect in humans2015

    • Author(s)
      Kawai T, Suzuki O, Matsui K, Tanuma Y, Takahashi T, Kamakura S
    • Journal Title

      J Tissue Eng Regen Med

      Volume: 27 Pages: in press

    • DOI

      10.1002/mabi.201500191.

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Reconstruction of the jaws by bone regeneration using octacalcium phosphate (OCP) and collagen composite (OCP/Collagen)2016

    • Author(s)
      Takahashi T
    • Organizer
      The 28th Coference of the Taiwan Assisiation of Oral and Maxillofacial Surgeons
    • Place of Presentation
      Taichung, Taiwan
    • Year and Date
      2016-03-05 – 2016-03-06
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] チタンメッシュトレーとPCBMによる顎骨再建の問題点2016

    • Author(s)
      髙橋 哲
    • Organizer
      第34回日本口腔腫瘍学会総会・学術大会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2016-01-22 – 2016-01-22
    • Invited
  • [Presentation] Time-activated periosteal expansion osteogenesis using a shape memory alloy mesh device2015

    • Author(s)
      Gerardo Martines de la Cruz, Yamauchi K, Nogami S, Shimizu Y, Takahashi T
    • Organizer
      The 22nd International Conference on Oral and Maxillofacial Surgery
    • Place of Presentation
      Melbourne, Australia
    • Year and Date
      2015-10-27 – 2015-10-30
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] イヌ下顎骨切除骨モデルにおけるOCP/Collagenの骨再生能の検討2015

    • Author(s)
      川井 忠、松井桂子、江副祐史、髙橋 哲、鈴木 治、鎌倉慎治
    • Organizer
      第60回(公社)日本口腔外科学会総会・学術大会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2015-10-16 – 2015-10-18
  • [Presentation] 生体吸収材料と形状記憶合金メッシュを組み合わせた時限骨膜伸展骨形成法2015

    • Author(s)
      山内健介、平山聞一、マルチネスヘラルド、野上晋之介、髙橋 哲
    • Organizer
      第60回(公社)日本口腔外科学会総会・学術大会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2015-10-16 – 2015-10-18
  • [Presentation] Alveolar distraction osteogenesis of grfted block bone for a severe alveolar atrophy case2015

    • Author(s)
      Odashima K, Tanaka K, Yamauchi K, Nogami S, Kataoka Y, Takahashi T
    • Organizer
      EAO Congress STOCK HOLM 2015
    • Place of Presentation
      Stockholm, Sweden
    • Year and Date
      2015-09-24 – 2015-09-26
  • [Presentation] 皮質骨移動術を併用した歯槽骨再生誘導法の臨床的検討2015

    • Author(s)
      山内健介、野上晋之介、片岡良浩、小山重人、髙橋 哲
    • Organizer
      第45回(公社)日本口腔インプラント学会・学術大会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2015-09-21 – 2015-09-23
  • [Presentation] Octacalcium Phosphate Collagen Composites Facilitates Bony Reconstruction after Canine Mandibular Amputation2015

    • Author(s)
      Kawai T, Matsui K, Ezoe Y, Kajii F, Iwai A, Tanaka H, Takahashi T, KAMAKURA S
    • Organizer
      4th TERMIS World Congress
    • Place of Presentation
      Boston, U.S.A.
    • Year and Date
      2015-09-08 – 2015-09-11
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] NiTi メッシュと吸収糸を組み合わせた時限型骨膜伸展骨形成法(Time-activated periosteal expansion osteogenesis using a shape memory alloy mesh device)2015

    • Author(s)
      Martinez-de la Cruz Gerardo, 山内健介、野上晋之介、清水良央、髙橋 哲
    • Organizer
      第45回(公社)日本口腔インプラント学会・学術大会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2015-09-08 – 2015-09-11
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Reconstruction of a dog mandibular resection defect by octacalcium phosphate collagen composite.2015

    • Author(s)
      Kawai T, Matsui K, Ezoe Y, Tanuma Y, Tanaka H, Kajii F, Iwai A, Takahashi T, Suzuki O, Kamakura S.
    • Organizer
      27rd European Conference on Biomaterials
    • Place of Presentation
      Krakow, POLAND
    • Year and Date
      2015-08-30 – 2015-09-03
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Use of titanium mesh for alveolar ridge augmentation: indications and limitations2015

    • Author(s)
      Takahashi T
    • Organizer
      ICOI summer symposium
    • Place of Presentation
      San Fransisco, U.S.A.
    • Year and Date
      2015-08-15 – 2015-08-15
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] Vertical Alveolar Ridge Augmentation in Implant Dentistry2016

    • Author(s)
      Takahashi T, Yamauchi K
    • Total Pages
      368
    • Publisher
      Wiley Blackwell
  • [Book] Horizontal Alveolar Ridge Augmentation in Implant Dentistry2016

    • Author(s)
      Yamauchi K, Takahashi T
    • Total Pages
      340 (240-258)
    • Publisher
      Wiley Blackwell
  • [Book] Oral Cancer-Diagnosis and Therapy2015

    • Author(s)
      Takahashi T, Yamashita Y, MIyamoto I, Yamauchi k, Yokota S, Nogami S, Tanaka K
    • Total Pages
      416 (273-284)
    • Publisher
      Springer

URL: 

Published: 2017-01-06  

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