2016 Fiscal Year Annual Research Report
Nanomechanics of jaw bone confirmed preferential alignment of biological apatite
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25463055
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| Research Institution | Tokyo Dental College |
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Principal Investigator |
松永 智 東京歯科大学, 歯学部, 准教授 (70453751)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉成 正雄 東京歯科大学, 歯学部, 客員教授 (10085839)
矢島 安朝 東京歯科大学, 歯学部, 教授 (10183667)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 生体アパタイト結晶配向性 / BAp / 顎骨 / 荷重伝達経路 / 歯科インプラント / 応力 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
歯を介して外部から加わる様々な荷重は、顎骨の構造を維持するために重要な役割を果たしている。特に顎骨の海綿質骨梁をはじめとする内部構造は様々な機能圧の伝達・分散に関与するため、生体力学的に果たす役割は大きい。有歯顎、無歯顎、あるいはインプラント周囲顎骨の内部微細構造における精細な骨質解析と力学機能の評価は、将来のバイオメカニクスに基づく治療計画立案のために一刻も早く完遂されるべき最優先事項である。骨の力学機能は、骨密度のみならずアパタイトの異方性を考慮した結晶学的アプローチを進めることで、いまだ未知の領域である顎骨内部の力学的環境にアクセスすることができる。
本研究では、有歯顎・無歯顎における皮質骨および骨梁の連続的な結晶配向性を算出し、アパタイト配向性地図の作製を行った。生体アパタイト結晶の配向性と力学特性のデータベースとの関連性について精査することで、ヒト顎骨における荷重支持機能の定量的評価を行った結果、歯槽骨の特殊な構造的特徴はナノスケールにまで及ぶことが明らかとなった。さらにビーグル犬の口腔インプラント周囲顎骨の構造解析と荷重方向の違いによる局所応力の偏在傾向と結晶配向性について検討した。インプラント体近傍において、海綿骨領域においても多数のオステオンが確認され、その皮質骨様構造において特殊な荷重環境を見出し、口腔インプラント治療が顎骨の骨質に与える影響についてその一端を解明することができた。
本研究は材料工学的手法の最先端から、これからの歯科医師に必須であるバイオメカニクス分野の評価基準を設定し、歯科医師による顎骨のナノレベル制御を可能にするものと期待される。将来の骨質を考慮した新しい顎骨再建手法の確立や骨の再生医療発展に大きく貢献できると確信している。
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