2021 Fiscal Year Annual Research Report
Effect of mechanical stimulation on bone qualtiy around implant based on coupling factors
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18K17151
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
右藤 友督 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 助教 (10816680)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | インプラント / 荷重 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，ラット上顎骨に埋入されたインプラントへの規則的な繰返し荷重が，インプラント周囲の骨質に与える影響とその制御分子を明らかにすることである．
Wistar系ラットの上顎第一臼歯を抜歯し，4週間後にチタン製インプラントを埋入した．埋入3週間後より，インプラントに規則的な繰返し荷重（10N，3Hz，1800回/2回/週）を2週間ならびに5週間付与して屠殺した（各n=7）．MicroCTによる三次元的骨構造解析から，荷重はインプラント周囲の骨量を変化させず，骨密度を有意に増大させることが分かった．また組織形態学的解析の結果，2週間の荷重は破骨細胞数，骨芽細胞数を有意に増大し，リモデリングの活性化が示唆された．一方5週間の荷重は，骨細胞数，骨芽細胞数を有意に増大させることが明らかとなった．Picrosirius Red染色によるコラーゲン量解析では，5週間の荷重が1型，3型コラーゲン線維の産生を有意に増加させていた．2週と5週荷重における骨組織への影響度を算出した結果，破骨細胞数の増加度は2週荷重が5週荷重と比較して有意に大きく，1型，3型コラーゲン線維の増加度は5週荷重が2週荷重と比較して有意に大きかった．ラット上顎骨の荷重応答性骨質改変には2週間以上を要することが明らかとなった．更に，荷重付与30分後にラットを屠殺し，インプラント周囲骨組織から遺伝子抽出を行い，定量qPCRによる遺伝子発現解析を行った．その結果，荷重は骨細胞関連遺伝子のPodplaninとMEPEの発現を増大し，骨芽細胞関連遺伝子のcbfa1ならびに破骨細胞関連遺伝子のRANKLの発現を増大していた．これらの研究結果をまとめ，論文執筆，投稿に着手した．インプラント周囲骨組織における，遺伝子，タンパクレベルでの荷重応答に関する情報は，安全なインプラント治療を開発，実施するうえで重要であると考えられる．
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