2022 Fiscal Year Research-status Report
骨梁三次元有限要素モデルの応力からインプラント過重負担と辺縁骨吸収との関連を探る
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20K10031
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
荒井 良明 新潟大学, 医歯学総合病院, 准教授 (10301186)
黒川 孝一 新潟大学, 医歯学系, 准教授 (60215085)
田中 茂雄 金沢大学, フロンティア工学系, 教授 (20262602)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 歯学 / 骨応力予測 / 口腔インプラント |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度は前年度から継続して、研究対象条件を満たしたインプラント治療を予定し、CT撮影済み、かつデータ利用の同意を得られた対象者からCT画像データを収集した。このデータは「初期モデル」の骨梁三次元有限要素モデルのベースとなる。また、同様に初期モデルの荷重条件設定に必要となる対象者から得られた上部構造装着後およびメインテナンス時での咬合圧のデータを入手した。（研究分担者および研究協力者（山崎裕太））
それらのデータをベースとし、口腔内スキャナーを用いて上部構造の形態を厳密に再現した初期モデルを作成した。その手法では初期モデルに必要なインプラント体の画像データおよび顎骨画像上でインプラント体の位置を合わせるためのガイドをマイクロCT撮影により得ていた。しかし、その後チタンのインプラント体の撮影に用いていたマイクロCTスキャンの運用が休止したため、新たな症例のモデルを作成するには代替となる機器および手法の検討が必要となった。そこで、3D光学スキャナーでプロビジョナルクラウンをインプラント体に装着した状態をスキャンした。得られたSTLデータを3次元骨梁構造解析ソフトとそのボリューム画像位置合わせオプションを用いて画像データに変換した後、顎骨画像データと合算した。その際の位置合わせガイドとして、インプラントアナログ上にプロビジョナルクラウンを装着した作業用模型から口腔内スキャナーにて得た3Dスキャンデータを用いた。この手法によりマイクロCT撮影を代替し、インプラント埋入状態、上部構造の装着状態をソフトウエア上でシミュレート可能とした。
なお、全症例において異常な辺縁骨吸収は生じなかったことにより当該年度も「骨吸収モデル」の対象となるデータを得る状況は発生しなかった。
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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
本研究課題を進めるに当たって重要な機械は運用休止となったにもかかわらず、新たな手法を検討し、代替手法を構築できたことや得られた研究結果は論文および国内学会に発表したことから、現在までの達成度がおおむね順調に進展していると評価している。
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| Strategy for Future Research Activity |
近年急速にインプラント治療において口腔内スキャナーを用いた光学印象法が応用され、完全デジタルワークフローによるインプラント症例が増えてきている。それらの症例にも本研究対象を拡大するために、今後、完全デジタルワークフローに適した骨梁3D-FEMモデルの作成手法の構築をすすめていきたい。
また、ヘリカルCT画像を用いることは、画質上で困難を伴うが、骨梁三次元有限要素モデルと力学的な同等性を有する三次元有限要素モデルの作成を目指す。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額の発生した主な理由は以下の通りであった。
当該年度にFEMモデルの作成・解析に用いる基本解析ソフトウエアの更新版リリースによる費用負担がなかった。モデル化するインプラント体の種別はいくつかの症例で重複したため、新たに購入するインプラント体の本数は当初の予定より少なく、また、為替レート変動前に購入できたため、節減できた。研究成果を発表した学会は国内学会であったため、旅費や学会への参加費は予定より大幅に少なかった。
2023年度は位置合わせソフトの使用料行使や歯科インプラント体やアバットメント（実際に対象者に埋入された備品と同型番のもの）を購入する予定である。旅費に関して、当該年度に学会発表を目的とする海外または国内出張に用いる予定であり、その他の経費に関して主に上述の学会参加に伴う参加費に用いる予定である。
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