2016 Fiscal Year Annual Research Report
A Study on Numerical Simulation of Alveolar Bone Regeneration and Angiogenesis
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26420202
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
永山 勝也 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (70363398)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | Numerical Simulation / Alveolar Bone / Regeneration / Angiogenesis |
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| Outline of Annual Research Achievements |
インプラント治療の研究には、血管新生に伴う栄養供給の増加による歯槽骨再生が必要とされているが、骨形成の評価は実験に頼り、解析で予測はされていない。本研究の全体構想は、周囲の歯槽骨形成の程度を予測し、可視化する数値シミュレーションの構築である。手順は、先ず解析の基本モデルを構築し、次に抜歯後からの幼弱骨形成に適用し、更にH28年幼弱骨から骨梁形成に至るまでを解析して、基本的な一連の解析モデルが完成した。先ず、血管新生から歯槽骨再生に至る一連の解析モデルの構築を実施した。詳しくは血管新生→Ca輸送・拡散＋応力解析→骨生成までの一連の現象を相互作用も加味したモデルの構築である。従来の応力と骨生成の解析に加え、抜歯直後からの血管新生まで遡ってモデル化した。手法は複雑現象も扱える粒子モデルを用いた。先ず血管粒子は、分岐と伸長により、血管新生を表現する。次に血管粒子からのCa輸送を拡散方程式でモデル化した。また骨の応力解析も粒子モデルで構築した。そして、血管からはCaが骨へ拡散輸送され、また骨粒子に働く応力解析と合わせた複合要因で、骨は形成されるモデルとした。次に構築したモデルを用い、抜歯後から約30日までの幼弱骨形成までの、血管新生と骨生成の盛んな状況までのモデル化と解析を行い、実験写真と比較・検証した。H28年は、幼弱骨形成約30日後から骨梁形成までの約90日までの、血管退縮と骨梁形成に至るまでの解析を行った。基本モデルは完成したが、解析にはパラメータが多数あり、それらの最適化と検証が今後の課題である。本研究により将来、血管新生から歯槽骨再生までの一連の現象の数値シミュレーションの構築によって、インプラント治療の質の向上が期待できる。
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