2017 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation on the most suitable morphology of orthodontic HAo/Col coating onplant by using finite element method
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15K11341
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
鈴木 聖一 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 准教授 (90187732)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菊池 正紀 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (00354267)
森山 啓司 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (20262206)
川元 龍夫 九州歯科大学, 歯学部, 教授 (50323704)
高久田 和夫 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (70108223)
上園 将慶 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 日本学術振興会特別研究員 (80737346)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 矯正用アンカレッジデバイス / オンプラント / ハイドロキシアパタイトコラーゲン / 有限要素法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
歯科矯正臨床におけるTADｓ(temporary anchorage devices）の導入は、矯正治療における絶対的固定源としてその利便性を大きく推進させるものと期待される。しかし、歯間部歯槽骨に埋入するミニスクリュ－型デバイスは歯根や歯胚を損傷する危険性があり、歯間の狭い症例や歯槽骨内に多数の永久歯胚を包含する混合歯列ではミニスクリュー型デバイスの使用は困難である。そこで歯根や歯胚の損傷の危険性が無い歯槽骨、顎骨の骨表面に固定されるオンプラント型アンカレッジデバイスの開発を目的とした研究に着手した。
ハイドロキシアパタイト/コラーゲンナノ複合体（HAp/Col)をチタンロッドにコーティングしラット頭蓋骨骨膜下に移植したところ、チタンロッドを骨面に固定する充分な量の新生骨が生成された。さらにせん断試験の結果、HAp/Col群のせん断応力は16Nとなり、チタン単独群の5倍、ハイドロキシアパタイトコーティング群の3倍の固定強度を発揮することが確認された。一方、オンプラントは矯正用アンカーとして矯正力が負荷された際、オンプラントを母骨に固定している新生骨が破壊されないよう、新生骨への応力の負荷をできるだけ軽減させる必要がある。そこで有限要素法を用いてオンプラントに矯正力を負荷した際、新生骨の高さと新生骨にかかる応力の大きさの関係についてオンプラントの断面形状別にそれぞれ測定を行った。その結果、円形断面のオンプラントは新生骨の高さに伴って新生骨にかかる応力が減少したが、他の形状は新生骨の高さによらず新生骨にかかる応力の大きさはほぼ一定であった。また、これら断面形状のなかでは長方形断面のオンプラントが新生骨にかかる応力が最も低いことが示された。これらの結果より、オンプラントに矯正力を負荷した際、長方形断面のものが応力が分散され新生骨への応力が最も小さく骨接合が安定すると推測された。
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