プラットフォームスイッチングにおける骨吸収抑制因子の解明と最適な臨床応用法の開発

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K19097
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 松崎 麻貴 九州大学, 病院, 助教 (50757987)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 歯科インプラント / プラットフォームスイッチング / ３次元有限要素法

Outline of Annual Research Achievements

歯科インプラントについて機能負荷開始後のインプラント周囲骨吸収が臨床的問題となっている。
本研究では、そのような骨吸収を抑制できるとされているプ ラットフォームスイッチングがどのような機序で骨吸収を抑制するのかについて力学的な観点から 明らかにすることを目的としている。 3次元有限要素法を用いて、プラットフォームスイッチングを用いたアバットメントーインプラントの連結体について解析 を行うこととした。昨年度までの実績として、従来の同様の研究と比較して、インプラント・アバットメント・アバットメントスクリューを一体とした連続型の モデルでの解析が行われてきたが、骨吸収を抑制する力学的要因をさらに詳細に解析するために、それぞれのコンポーネントが独立するように、境界条件を接触 状態とした独立型のモデルを作成しその有用性を確認できた。 CADデータの作成に関しては、実在するインプラント体、アバットメント、スクリューの製品をレ ジン包埋にて標本化、顕微鏡やSEMによる実測にて作成。同モデルによると、通常の臨床で行うようにインプラント体およびアバットメントをスクリューで締結 した際、スクリュー内部にはスクリューヘッドの固定後、さらなる締結の推進により、スクリュー内部に引っ張り応力が生じることが判明した。また、インプラ ント体およびアバットメントにはプラットフォームの接触部分にスクリューによって引張られることにより、相反する応力が発生していることが判明した。さら に、骨内に埋入されたインプラント体にそのような応力がかかり、 インプラント体の微細な変形が起こった結果、インプラント機能負荷開始後に吸収される ネック部の皮質骨部にある程度の内部応力が生じていることが判明した。今後はプラットフォームスイッチングのシフト量を変えることにより応力の絶対値およ び付加される場所がどのように変わっていくか調査を進める。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初の予定通り実在するインプラント体、アバットメント、スクリューの製品を分析して、ほぼ同形状のCADモデルを作成し、スクリューで締結した際のそれぞ れのコンポーネントにかかる応力およびひずみの分布について有限要素解析を行うことができた。 有限要素解析ではこのモデルを作成することに時間がかかるため、モデルを作成できたことにより今後の研究は順調に進めることができると考えている。 しかし、今年度はコロナウィルス感染症の影響もあり、共同実験施設である九州工業大学への移動が困難であったため、予定していた模型上でのひずみ計測実験 ができなかった。この点については今後、期間を詰めて実験を行う必要があると考えている。

Strategy for Future Research Activity

今後は各コンポーネントが独立した3次元有限要素法モデルを用いてプラットフォームスイッチングのシフト量を変化させることにより、周囲骨およびコンポー ネントに生じる応力の大きさや応力が 生じる場所がどのように変わっていくかについて解析を行い、プラットフォームスイッチングが骨吸収を抑制する機序を 解明していく予定である。 また、ひずみゲージを貼付した模型実験を行い、実際の計測値と、有限要素法モデルとの比較を行い、モデルの妥当性についても評価する予定としている。

Causes of Carryover

実験計画においてインプラント体の価格が高額であり、物品費のほとんどを占める。 今年度は3次元有限要素法によるコンピューターシミュレーションを行った が、コロナウィルス感染症の影響で模型やインプラント体を使用する実験がほとんどできず、物品購入の必要がほどんどなく、支出実績がなかった。次年度は模 型実験等を計画しているため、今年度繰越額を含め使用金額が多くなる予定である。