2020 Fiscal Year Annual Research Report
Optimal bone quality-controlled molecules for precision dental implant treatment
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19H03844
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
澤瀬 隆 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 教授 (80253681)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
黒嶋 伸一郎 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 准教授 (40443915)
佐々木 宗輝 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 助教 (10706336)
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) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | デンタルインプラント / 骨質 / 荷重 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
デンタルインプラントは骨組織と直接接合して荷重を担うことから，周囲骨の量的・質的状態が極めて重要である．現在は専ら既存骨量の観点からインプラント治療計画が立案されるが，患者の高齢化に起因して，服用薬剤や全身疾患の影響を受けた顎骨骨質は患者ごとに異なる．さらに顎骨の加齢変化や病態変化はインプラントの荷重時期と荷重量にも影響を与えるが，その分子生物学的機構や標的分子は全く分かっていない．一方応募者らは，荷重環境下におけるインプラント周囲の骨質研究に先駆的に取り組み，骨質にはコラーゲン／生体アパタイト結晶複合体の荷重抵抗性優先配向と骨関連細胞のクロストークが重要で，最終的には骨質制御候補分子としてSemaphorin3Aの関与を見出した．そこで本研究課題は，加齢と病態変化がもたらすインプラント周囲骨の骨質変化を解明し，適正な荷重条件と時間依存性荷重誘発型骨質最適化分子を探索することを目的とした．本年度は，荷重時期と荷重の大きさの適正化を終了することができた．すなわち，ラットの骨リモデリング期間を考慮した上で，通常荷重時期をインプラント埋入4週間後とし，早期荷重をインプラント埋入1週間後とし，さらに荷重の大きさと頻度についても適正化することができた．なお，当初計画の即時荷重については，インプラントが脱落してしまう頻度が高かったため，本研究対象から除外した．荷重の大きさと頻度を一定として荷重時期を変化させた結果，通常荷重と比較して早期荷重の方が有意にインプラントスレッド内部と外部における骨形成量が増大し，さらに骨関連細胞である骨芽細胞，破骨細胞，ならびに骨細胞においても，その細胞挙動が荷重時期で大きく異なることを突き止めた．
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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
最大の課題であった荷重時期の設定に成功し，さらには早期荷重と通常荷重で骨質に大きな差が認められたことから，（2）おおむね順調に進展しているとした．
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| Strategy for Future Research Activity |
1．前年度に引き続いて，荷重実験を行うが，具体的には，開発した各骨質変性型ラットインプラントモデル（骨粗鬆症，老齢ラット，ならびに糖尿病を選択しており，高血圧病態ラットモデルについては血圧コントロールが難しため，除外した）に，（1）の「時間軸」と（2）の「荷重量」を 組み合わせて荷重を付与し，1週，2週，3週，4週で屠殺して骨質に関する各種解析を行う．
2. 各骨質における適正な荷重条件と時間依存性荷重誘発型骨質最適化分子の同定に挑戦する．具体的には，同定した各骨質の骨質制御分子を参考にしながら，各モデルの時間軸における骨質制御分子を探索・選択し，その中から最も骨質が向上された骨質制御分子を各骨質変性モデルに対する時間依存性荷重誘発型骨質最適化分子を選択する．最終的にはこの分子をコードする遺伝子に対するsiRNAを顎骨内投与した後に荷重を付与し，荷重応答性最適化分子の産生を強制的に抑制して骨質の向上が起こらなければ，各骨質変性モデルに おける骨質 最適化分子と最適な荷重時期・荷重条件が決定したことになる．最終的には，高齢患者に対して最適な骨質を提供できる荷重条件選定ガイドラインの策定を行い，同定された時間依存性荷重誘発型骨質最適化分子を標的とする新しいインプラント治療への基盤を構築する．
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[Journal Article] Effects of surface sub-micrometer topography following oxalic acid treatment on bone quantity and quality around dental implants in rabbit tibiae.2020
Author(s)
Kanai R, Kuroshima S, Kamo M, Sasaki M, Uto Y, Inaba N, Uchida Y, Hayano H, Tamaki S, Inoue M, Sawase T
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Journal Title
Int J Implant Dent.
Volume: 6
Pages: 75
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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