2017 Fiscal Year Research-status Report
微小循環を指標とした数値simulationによる歯周組織再生療法評価法の確立
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17K11632
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| Research Institution | Kanagawa Dental College |
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Principal Investigator |
松尾 雅斗 神奈川歯科大学, 大学院歯学研究科, 教授 (30190416)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 俊介 神奈川歯科大学, 大学院歯学研究科, 准教授 (60206810)
永山 勝也 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (70363398)
東 雅啓 神奈川歯科大学, 大学院歯学研究科, 助教 (70707348)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 歯周組織 / 微小循環 / computer simulation / resin cast / laser doppler |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は動物実験による生物学的データの採取とコンピューターシミュレーションのセッティングに重きを置いた。動物実験に於いては歯周組織再生とインプラント周囲の骨形成と血管新生について各種形態学的な資料作成を行った。次年度はこれを持ちいて観察ならびに必要応じて追加実験を行う。また、コンピュータシミュレーションは専用機器のセットアップが終了し、生物学的データをもとに解析を進める予定である。歯槽骨の再生は新生血管を主とする微小循環系から始まる。本研究では歯科形態学と歯科機能学の二方向から解 析した微小循環研究データを、情報工学系で使われる粒子シミュレーションの手法を用いて数値化することを目 的とする。血管注入された鋳型標本の走査型電子顕微鏡(SEM)像と免疫染色による血管像にレーザードップラー 血流計で得られた血流量/速度を統合し、可視化可能な数値シミュレーションとして構築を試みる。さらに生体 内で起きている微小循環動態や骨再生量を、抜歯窩をモデルとして客観化を行う。これは各種成長因子や生体活 性材料などの効果を評価することが可能となる。血管と骨形成の数値解析の研究は、前提となる血管新生まで網羅した解析は無く独自の粒子モデルを用い、血管新生と歯槽骨形成の連成解析を開発した。当初数値計算は歯周組織の狭い隙間では無理と考えたが、再検討により歯槽窩自体も粒子モデル化した。更に生体材料や成長因子の影響も、新たに粒子間の相互作用に組込めば評価可能になると着想した。すなわち最適な治療法と症例をマッチングさせることで治療効果の向上や創薬に大きく貢献することを目的とする。
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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
抜歯窩モデルによる血管・骨新生過程の数値シミュレーション技術の確立 抜歯窩モデルの実験を行った。血管・骨SEM画像を画像解析した。それをもとに数値シミュレーションにより血管新生と骨形成の経時的変化を解析した。 すべての動物実験は神奈川歯科大学動物倫理委員会の審査合格後、その実験指針従って行った。歯周組織が臨床的に健康なビーグル犬を各時期2頭ずつ(6頭/1実験) 用いる。時期は14日後、30日後、90日後に設定した。各期間経過後、 レーザードップラーフローメーターにて血流量/血流速度を抜歯窩と槽間中隔の上部、頬側、舌側の3カ所/1歯か ら計測した。血管鋳型標本の観察には下顎を用い、実験動物の総頚動脈より灌流固定し、下歯槽動脈からアクリ ル系合成樹脂を注入した。樹脂硬化後、試料を蛋白分解酵素溶液(10%プロテアーゼ液)中に滲漬し12時間作用 させる。軟組織が完全に溶解した後、凍結乾燥、イオン蒸着、走査型電子顕微鏡にて観察した。上顎骨の組織学的観察にはHE染色と血管注入標本評価を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
自己血由来多血小板血漿(PRP)の抜歯窩応用実験:抜歯窩モデルに自己血由来の各種成長因子が含まれた多血小 板血漿(PRP)を適応させた実験を行う。実験方法は平成29年度と同様とする。その結果を対照群と比較し自己血 由来の各種成長因子の効果を評価する 自己血由来多血小板血漿(PRP)を抜歯窩に応用する動物実験を行う。成長因子に血管がいかにして抜歯窩内部に 引き寄せられ、骨形成を促進するのかを比較検討する。平成29年度に得られた対照群と実験群でのデータ比較 からパラメータを計算しPRP群での血管新生および骨形成の評価指標とする。 移植の足場として自己脱灰歯牙顆粒を抜歯窩に応用する動物実験を行う。血管がいかにして足場となる抜歯窩内 の顆粒周囲に引き寄せられ、骨形成を促進するのかを比較検討する。平成29年度に得られた対照群とH30年度 の実験群でのデータ比較からパラメータを計算しPRP群での血管新生および骨形成の評価指標とす
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| Causes of Carryover |
観察に使用する電子顕微鏡の不調で観察が行えなかった。また、新たな機材の納入時期も遅れたため年度内に試料観察が行えなかったものが生じた。そのため2018年3月に開催される国際学会で発表することが出来なかった。この両者の使用額が執行できなかったため次年度に使用することとなった。
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