2017 Fiscal Year Annual Research Report
Consideration of design principle for creating implant that does not cause strain shielding on bone based on bone matrix orientation
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16K14418
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
石本 卓也 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (50508835)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中野 貴由 大阪大学, 工学研究科, 教授 (30243182)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ひずみ遮蔽 / 配向性 / 金属インプラント / 骨ヤング率 / 低ヤング率インプラント |
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| Outline of Annual Research Achievements |
インプラント非埋入下での低ひずみ（ひずみ遮蔽）の影響は、骨量減少のみならず主ひずみ方向に沿った骨基質配向性の等方化として現れた。すなわち、配向性の低下がひずみ遮蔽の指標となることを示した。さらに、ひずみ感受を担うとされる骨細胞が、正常なひずみ場を適切に感受できないと考えられる形状へと変化し、負荷環境が正常化した場合でも配向性が正常化しにくい状態になることが分かった。
実際、高剛性のインプラント埋入によるひずみ遮蔽状態を作製した場合、インプラント非埋入の場合と同様に骨基質配向性は低減し、ひずみ遮蔽の影響が顕著に表れた。ひずみ遮蔽を抑制し得るインプラントの実現に向けたパイロットスタディとして、特殊な手法にて、同一素材（チタン合金）でヤング率の異なるインプラントを作製し、埋入試験を実施したところ、低ヤング率インプラント埋入群においては、高ヤング率群と比較し、骨量の減少、主応力方向に沿った骨基質配向性の低下、さらには同方向への骨ヤング率の低下を有意に抑制できることが明らかとなった。骨細胞もより正常な形状を維持していた。本モデルでは、材料の化学的性質が同一であることから、ひずみ遮蔽のみの影響を特化してとらえることが可能である。すなわち、低ヤング率インプラントがひずみ遮蔽と結果としての骨劣化の抑制に有効であることが示された。ただし、完全なひずみ遮蔽の防止には至ってはいないことから、低ヤング率化に加えて新たな方法論（例えば、インプラント埋入とともに力学負荷やそれに相当する刺激を負荷する等）を導入することが必要となるであろう。
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Research Products
(2 results)
