2010 Fiscal Year Annual Research Report
FEAとCT画像解析に基づくメカニカルストレスと骨代謝反応に関する検討
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21791878
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
重光 竜二 東北大学, 病院, 医員 (00508921)
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| Keywords | インプラント / FEA / メカノバイオロジー / 骨代謝反応 |
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| Research Abstract |
研究目的であるインプラント周囲骨代謝に影響を与える応力成分の解明および患者個々に対応するインプラント設計最適化アルゴリズムの確立を目指して、本年度はインプラント機能時の骨内応力動態の解明を行った。具体的には,インプラント治療を受けた患者のCTデータおよび咀嚼運動中の経時的口腔内実測荷重を用いて有限要素解析を行い、昨年度までに明らかにした最大かみしめ時のみならず咀嚼運動中のインプラント周囲骨において発生する応力の解明を行った。さらに、インプラント埋入方向および経時的に変化する口腔内実測荷重ベクトル、これらがインプラント周囲骨における応力集中に対して与える影響の考察を行った。インプラント周囲骨における応力評価に際しては一般的な数値解析に用いられている局所的な最大応力値のみならず応力の空間的な分布を考慮して、インプラント周辺の応力集中領域における平均応力値・応力集中領域の体積量、これら2種類の評価値を用いた。解析結果からインプラント埋入方向を最大かみしめ時の荷重ベクトルに一致させることにより、最大かみしめ時のみならず咀嚼運動中の応力集中も緩和されることが明らかになった。これは咀嚼運動中の各インプラントにおける最大荷重ベクトルが、最大咬みしめ時の荷重ベクトルと同様の方向に収束していることに起因していた。インプラント方向がインプラント周囲骨における応力発現に対して影響を与えることはこれまでにも報告されているが、被験者口腔内で実測された三次元荷重を用いた解析により咀嚼運動中の応力動態を明らかにしている点において、本研究は臨床的状況下における口腔内のシミュレーションとしての信頼度が高い。本研究により得られた知見は患者個々の口腔内状況に適したインプラント設計を行うための診療支援ツールへの応用が期待できる。
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