顎変形症手術における顎関節応力解析に関する研究

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23592986
• Research Institution: University of Yamanashi
• Principal Investigator: 上木 耕一郎 山梨大学, 医学工学総合研究部, 教授 (40313663)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高塚 茂行 金沢大学, 医学系, 准教授 (00251926) ; 丸川 浩平 山梨大学, 医学部附属病院, 講師 (50444203)
• Keywords: 顎変形症 / 顎関節 / 応力解析

Research Abstract

側面および正面頭部Ｘ線規格写真を用いた、剛体ばね理論モデル(RBSM)によるプログラムを用いて顎関節応力分布解析を行ってきた。さらに３ＤＣＴによる３次元プログラムの開発を行い、実際の患者の骨格安定性、顎運動機能、咬合力などのデータをもとに総合的に判断し明らかにすべく研究を行った。ＣＴデータから得られる座標値と座標系は,そのまま使用不可能なので、モデル化を行う前に,座標値の変換(pixelからmmへ),座標系の変換を行った。下顎頭の近似関数として本3次元解析では,Ｂ-スプライン関数を用いた。ＣＡＤシステムにて座標をＢ-スプラインで繋いで枠組みを作成し、そこに面を張ってサーフェスを作成した。３次元顎関節接触圧解析のモデルでは術後も骨片間が強固に固定されているものとし下顎骨全体を剛体ばねモデルの1要素モデルを用いてモデル化した。このとき、自由度として３次元方向（x,y z）の並行変位と各軸周りの剛体回転変位をオトガイ最下点（Ｍｅ）に設けた。筋力による外力はこの自由度設定位置に作用するものとし、咀嚼筋の筋力はすべてこの点の外力に換算した。関節窩と下顎頭で構成されている顎関節には、下顎頭の輪郭に沿って接触圧を計算するための積分点を設けた。また、この部分は比較的滑らかであり、垂直方向の表面力、すなわち接触圧のみ伝達するものとし、せん断方向に対しては抵抗しないものと仮定して積分点毎に垂直ばねのみを設けた。
歯牙部の反力は咬合平面の咬合力中心点に法線方向に設定して計算する。（咬合力分布解析結果から、この点は算出される。以上のプログラムを用い実際の顎変形症症例の解析を試み下顎対称患者と非対称患者では顎関節の応力分布状態が異なる傾向が認められた。本手法により応力分布状態に基づいた顎骨、咬合および下顎頭の位置決めに有用な情報になるべく更なる検討を行っている。

Research Products

• [Journal Article] Maxillary stability after Le Fort I osteotomy with self-setting α-tricalcium phosphate and an absorbable plate. (2013)
  • Author(s): Ueki K, Okabe K, Marukawa K, Mukozawa A, Moroi A, Miyazaki M, Sotobori M, Ishihara Y, Yoshizawa K, Ooi K, Kawashiri S.
  • Journal Title: Int J Oral Maxillofac Surg Volume: 42 Pages: 597-603
  • DOI: 10.1016/j.ijom.2012.10.026
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Comparison between unsintered hydroxyapatite/poly-L-lactic acid mesh and titanium mesh in bone regeneration of rabbit mandible. (2013)
  • Author(s): Moroi A, Ueki K, Okabe K, Marukawa K, Sotobori M, Mukozawa A, Miyazakia M.
  • Journal Title: Implant Dent Volume: 22 Pages: 255-262
  • DOI: 10.1097/ID.0b013e31828336be
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Changes in border movement of the mandible in skeletal Class III before and after orthognathic surgery. (2013)
  • Author(s): Ueki K, Marukawa K, Moroi A, Sotobori M, Ishihara Y, Iguchi R, Kosaka A, Nakano Y, Higuchi M, Nakazawa R.
  • Journal Title: Int J Oral Maxillofac Surg Volume: 43 Pages: 213-216
  • DOI: 10.1016/j.ijom.2013.07.740
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Morphological change in overlapped cortical bone after sagittal split ramus osteotomy with bent plate fixation (2013)
  • Author(s): Koichiro Ueki, Kohei Marukawa, Akinori Moroi, Megumi Sotobori, Yuri Ishihara, Ran Iguchi, Akihiko Kosaka, Yoshio Nakano, Masatoshi Higuchi, Ryuichi Nakazawa, Hiroumi Ikawa.
  • Organizer: 21st International Conference on Oral and Maxillofacial Surgery
  • Place of Presentation: Palau de Congressos, （Barcelona, Spain）
  • Year and Date: 20131021-20131024
• [Presentation] Regeneration by statin and low-intensity pulsed ultrasound (2013)
  • Author(s): Yuri Ishihara, Koichiro Ueki, Kohei Marukawa, Akinori Moroi, Megumi Sotobori, Ran Iguchi, Akihiko Kosaka, Yoshio Nakano, Masatoshi Higuchi, Ryuichi Nakazawa, Hiroumi, Ikawa
  • Organizer: 21st International Conference on Oral and Maxillofacial Surgery
  • Place of Presentation: Palau de Congressos, （Barcelona, Spain）
  • Year and Date: 20131021-20131024
• [Presentation] 異種材料メッシュにおける下顎骨欠損部位での骨再生の比較検討 (2013)
  • Author(s): 諸井明徳、井口蘭、河阪明彦、石原由梨、外堀恵、中澤龍一、樋口雅俊、中野佳央、丸川浩平、上木耕一郎
  • Organizer: 第58回日本口腔外科学会総会、学術大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場、（福岡県福岡市）
  • Year and Date: 20131011-20131013
• [Presentation] 下顎骨軟骨修復におけるLIPUSの影響に関する実験的研究 (2013)
  • Author(s): 中澤龍一、諸井明徳、石原由梨、外堀恵、井口蘭、河阪明彦、樋口雅俊、中野佳央、丸川浩平、上木耕一郎
  • Organizer: 第58回日本口腔外科学会総会、学術大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場、（福岡県福岡市）
  • Year and Date: 20131011-20131013
• [Presentation] Changes in border movement of the mandible in skeletal class III before and after orthognathic surgery. (2013)
  • Author(s): Koichiro Ueki, Kohei Marukawa, Akinori Moroi, Megumi Sotobori, Yuri Ishihara, Ran Iguchi, Akihiko Kosaka, Yoshio Nakano, Masatoshi Higuchi, Ryuichi Nakazawa, Hiroumi, Ikawa.
  • Organizer: The 2nd Meeting of International Association of Dental Research -Asia Pacific Region
  • Place of Presentation: Plaza Athenee, （Bangkok, Thailand）
  • Year and Date: 20130821-20130823
• [Presentation] Regeneration by statin and low-intensity pulsed ultrasound. (2013)
  • Author(s): Yuri Ishihara, Koichiro Ueki, Kohei Marukawa, Akinori Moroi, Megumi Sotobori, Ran Iguchi, Akihiko Kosaka, Yoshio Nakano, Masatoshi Higuchi, Ryuichi Nakazawa, Hiroumi, Ikawa.
  • Organizer: The 2nd Meeting of International Association of Dental Research -Asia Pacific Region
  • Place of Presentation: Plaza Athenee, （Bangkok, Thailand）
  • Year and Date: 20130821-20130823
• [Presentation] Periosteal expansion using orthodontic wire and mesh. (2013)
  • Author(s): Megumi Sotobori, Koichiro Ueki, Kohei Marukawa, Akinori Moroi, Yuri Ishihara, Ran Iguchi, Akihiko Kosaka, Yoshio Nakano, Masatoshi Higuchi, Ryuichi Nakazawa, Hiroumi Ikawa.
  • Organizer: The 2nd Meeting of International Association of Dental Research -Asia Pacific Region
  • Place of Presentation: Plaza Athenee, （Bangkok, Thailand）
  • Year and Date: 20130821-20130823
• [Presentation] The healing process after nerve impairment caused by bone screw. (2013)
  • Author(s): Kohei Marukawa, Koichiro Ueki, Akinori Moroi, Megumi Sotobori, Yuri Ishihara, Ran Iguchi, Akihiko Kosaka, Yoshio Nakano, Masatoshi Higuchi, Ryuichi Nakazawa, Hiroumi, Ikawa.
  • Organizer: The 2nd Meeting of International Association of Dental Research -Asia Pacific Region
  • Place of Presentation: Plaza Athenee, （Bangkok, Thailand）
  • Year and Date: 20130821-20130823
• [Presentation] 下顎枝矢状分割術における吸収性材料によるハイブリッド固定法と従来のプレート固定法の比較 (2013)
  • Author(s): 上木耕一郎、丸川浩平、諸井明徳、石原由梨、外堀恵、中澤龍一、樋口雅俊、中野佳央、井口蘭、河坂明彦、岡部克彦、中川清昌、向澤彩
  • Organizer: 第23回日本顎変形症学会総会
  • Place of Presentation: 大阪国際会議場、（大阪府大阪市）
  • Year and Date: 20130622-20130623
• [Presentation] 顎矯正手術にて吸収性プレートならびにαTCP型骨補填材を併用した症例における術後感染率の検討 (2013)
  • Author(s): 丸川浩平、岡部克彦、諸井明徳、石原由梨、外堀恵、向澤彩、中川清昌、中澤龍一、樋口雅俊、中野佳央、井口蘭、河坂明彦、上木耕一郎
  • Organizer: 第23回日本顎変形症学会総会
  • Place of Presentation: 大阪国際会議場、（大阪府大阪市）
  • Year and Date: 20130622-20130623
• [Remarks] 山梨大学医学部付属病院歯科口腔外科ホームページ
  • URL: http://www.oral-yamanashi.com/