2021 Fiscal Year Research-status Report
メカノバイオロジー統合解析による歯槽骨のリモデリング制御機構の解明
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20K18776
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
小笠原 毅 東京医科歯科大学, 歯学部附属病院, 特任助教 (50844669)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 歯科矯正学 / 矯正学的歯の移動 / 骨代謝 / 有限要素解析 / メカノバイオロジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は歯の矯正学的移動における歯根膜のメカノセンサー機能に着目し、歯根膜のメカニカルストレスによる歯槽骨リモデリングの制御機構を解明することを目的とする。ラットを用いたin vivo実験系にて歯の移動実験を行い、μCT撮像および組織学的観察にて、歯根周囲の細胞誘導、骨添加・骨吸収等の項目で歯槽骨のリモデリングを評価する。並行して有限要素法にて歯の移動実験を再現する応力解析を行い、歯根膜の応力分布を算出する。その後両実験結果を統合し、対応パターンを評価することで、歯槽骨のリモデリングを惹起する歯根膜のメカニカルストレスを明らかにすることを目指す。
2021年度においては、ラットを用いて矯正学的歯の移動実験を行った。切歯と臼歯にコイルスプリングを装着し、臼歯を近心移動させた後、待機期間を経て周囲組織ごと摘出した。歯の移動は先行研究と同程度確認された。今後は組織学的観察にて骨芽細胞数等を評価する予定である。
有限要素解析においては、荷重条件を解析モデル上に正確に再現するために、移動を行う歯だけでなくコイルスプリングを含んだ歯列全体のμCTを撮像し、昨年度作成した解析モデルと重ね合わせる手法を考案した。
また、組織切片と有限要素解析結果を統合する手法についても検討を行った。切片作成部位を有限要素解析結果に正確に反映する必要があるため、切片のμCTを撮像し、画像解析ソフトウェアにて統合することを試みた。
今後は本実験に移行し、上記手法を用いてデータの収集に取り組む。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
申請当初、組織学的評価においては連続切片から組織の三次元再構築を行い進める予定であったが、三次元再構築の精度等を考慮し、評価体系を再考する必要が考えられた。
それに従い組織切片と有限要素解析結果を統合する手法についても再度検討が必要となり、上記の進捗状況となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はWistar系ラットを用いた歯の移動実験を継続し、μCT撮像および組織学的観察にて、歯槽骨のリモデリングを評価する。並行して撮像したマイクロCT 画像から有限要素解析モデルを構築し、順次応力解析を行う。実験動物の個体差は応力解析結果に影響を当てることが予測されるため、実験動物ごとに解析モデルを構築し、歯根膜応力分布を算出する。 また、両実験結果の統合については、本年度に検討した手法を用いて遂行する。
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| Causes of Carryover |
本年度はWistar系ラットを用いた歯の移動実験を行うことを計画していたが、新型ウィルス感染拡大の影響が引き続きあり、動物実験を行うことができない時期が存在したため予定通り動物実験が遂行できなかった。したがって動物実験関係の費用の一部は次年度に持ち越し使用することとした。また同様の理由で学術大会がオンライン開催へ変更されたことに伴い、旅費関係の費用は次年度に持ち越し使用することとした。
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