骨の質的因子と力学機能を考慮したインプラント周囲顎骨の適応性解明

• 研究課題/領域番号: 18K09643
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分57040:口腔再生医学および歯科医用工学関連
• 研究機関: 東京歯科大学
• 研究代表者: 松永 智 東京歯科大学, 歯学部, 准教授 (70453751)
• 研究分担者: 疋田 温彦 東京大学, 医学部附属病院, 特任研究員 (60443397)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 骨質 / 力学機能 / 歯科インプラント / オステオン / 顎骨 / 生体アパタイト結晶配向性 / コラーゲン線維の走行異方性 / SHGイメージング / ＳＨＧイメージング / メカノバイオロジー

研究成果の概要

本研究では、ヒト歯科インプラント周囲顎骨における機能圧支持機能の定量評価およびオステオンが新生される荷重環境の解明と、骨の力学機能と質的因子の関連性からインプラント周囲骨の最適化手法を確立することを目的とした。研究は、ヒト試料の構造解析と、インプラント埋入を行う動物実験が行われた。ヒト顎骨に関する研究では、十分数の試料が確保され、構造解析（オステオン分布と方向、生体アパタイト（BAp）結晶配向性、コラーゲン線維の走行異方性）を完了した。動物実験については、負荷モデルを用いた骨質研究を完了した。いずれの研究成果も学術雑誌に投稿済みであり、生体力学解析による骨の最適化について検索を進めている。

研究成果の学術的意義や社会的意義

研究代表者は、「顎骨の構造特性と力学環境」を基盤とした研究を推進し、有歯・無歯顎
骨の特性を明らかにしてきた。しかし、マクロ・ナノレベルの解析より得た構造特性だけでは、インプラントを介して周囲の骨に伝達される機能圧が、骨系細胞の動態に及ぼす影響を理解できない。インプラント周囲に新生されるオステオンは特異的であり、同部に対するメカノバイオロジーを基盤とした集学的研究の推進が急務であった。骨の構造的因子と材質的因子の解析をさらに進展させるとともに骨系細胞の動態解析を加え、その結果を数理解析にパラメータとして応用し統合的に解析することで、インプラント周囲顎骨の構造的・機能的特性の一端を解明できた。

研究成果

• [雑誌論文] Mixed reality and three dimensional printed models for resection of maxillary tumor: A case report (2021)
  • 著者名/発表者名: Sugahara Keisuke、Koyachi Masahide、Koyama Yu、Sugimoto Maki、Matsunaga Satoru、Odaka Kento、Abe Shinichi、Katakura Akira
  • 雑誌名: Quantitative Imaging in Medicine and Surgery 巻: 11 号: 5 ページ: 2187
  • DOI: 10.21037/qims-20-597
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Comparison of artificial tooth position in dentures fabricated by heat curing and additive manufacturing (2021)
  • 著者名/発表者名: Tasaka A、Okano H、Odaka K、Matsunaga S、K. Goto T、Abe S、Yamashita S
  • 雑誌名: Australian Dental Journal 巻: in press 号: 2 ページ: 182-187
  • DOI: 10.1111/adj.12817
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of unloading by tail suspension on biological apatite crystallite alignment in mouse femur (2020)
  • 著者名/発表者名: NAKAJIMA Kosuke、MATSUNAGA Satoru、MORIOKA Toshiyuki、NAKANO Takayoshi、ABE Shinichi、FURUYA Yoshitaka、YAJIMA Yasutomo
  • 雑誌名: Dental Materials Journal 巻: 39 号: 4 ページ: 670-677
  • DOI: 10.4012/dmj.2019-187
  • NAID: 130007884178
  • ISSN: 0287-4547, 1881-1361
  • 年月日: 2020-07-30
  • 査読あり
• [雑誌論文] Course of the Maxillary Vein and its Positional Relationship With the Mandibular Ramus Require Attention During Mandibuloplasty (2020)
  • 著者名/発表者名: Odaka Kento、Matsunaga Satoru
  • 雑誌名: Journal of Craniofacial Surgery 巻: 31 号: 3 ページ: 861-864
  • DOI: 10.1097/scs.0000000000006174
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Level Expression of Alkaline Phosphatase by Adeno-Associated Virus Vector Ameliorates Pathological Bone Structure in a Hypophosphatasia Mouse Model (2020)
  • 著者名/発表者名: Aki Nakamura-Takahashi , Toshiki Tanase, Satoru Matsunaga, Seikou Shintani, Shinichi Abe, Yuko Nitahara-Kasahara, Atsushi Watanabe, Yukihiko Hirai, Takashi Okada, Akira Yamaguchi, Masataka Kasahara
  • 雑誌名: Calcified Tissue International 巻: 106 号: 6 ページ: 665-677
  • DOI: 10.1007/s00223-020-00676-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Relationship between the immunohistological examination and fluorescence visualization of oral squamous cell carcinoma. (2020)
  • 著者名/発表者名: Sugahara K, Koyama Y, Koyachi M, Matsunaga S, Odaka K, Kitamura K, Nakajima K, Matsuzaka K, Abe S, Katakura A.
  • 雑誌名: Oncol Lett. 巻: 20 号: 3 ページ: 2153-2160
  • DOI: 10.3892/ol.2020.11772
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accuracy of Le Fort I osteotomy with combined computer-aided design/computer-aided manufacturing technology and mixed reality (2020)
  • 著者名/発表者名: Koyachi M.、Sugahara K.、Odaka K.、Matsunaga S.、Abe S.、Sugimoto M.、Katakura A.
  • 雑誌名: International Journal of Oral and Maxillofacial Surgery 巻: 50 号: 6 ページ: 782
  • DOI: 10.1016/j.ijom.2020.09.026
  • NAID: 120007053483
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A safe, stable, and convenient three-dimensional device for high Le Fort I osteotomy (2020)
  • 著者名/発表者名: Sugahara Keisuke、Koyachi Masahide、Odaka Kento、Matsunaga Satoru、Katakura Akira
  • 雑誌名: Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery 巻: 42 号: 1 ページ: 32-32
  • DOI: 10.1186/s40902-020-00276-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Retromandibular vein position and course patterns in relation to mandible: anatomical morphologies requiring particular vigilance during sagittal split ramus osteotomy (2020)
  • 著者名/発表者名: Sugahara Keisuke、Matsunaga Satoru、Yamamoto Masahito、Noguchi Taku、Morita Sumiharu、Koyachi Masahide、Koyama Yu、Koyama Takumi、Kasahara Norio、Abe Shinichi、Katakura Akira
  • 雑誌名: Anatomy & Cell Biology 巻: 53 号: 4 ページ: 444-450
  • DOI: 10.5115/acb.20.236
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Analysis of 949 Cases of Condylar Process Fracture of the Mandible. (2020)
  • 著者名/発表者名: Kubo, S., Yamaguchi, A., Matsunaga, S.
  • 雑誌名: IOSR-JDMS 巻: 19 ページ: 47-53
  • 査読あり
• [雑誌論文] Micro- and nano-bone analyses of the human mandible coronoid process and tendon-bone entheses (2020)
  • 著者名/発表者名: Kasahara Masaaki、Matsunaga Satoru、Someya Tomoko、Kitamura Kei、Odaka Kento、Ishimoto Takuya、Nakano Takayoshi、Abe Shinichi、Hattori Masayuki
  • 雑誌名: Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials 巻: in press 号: 7 ページ: 00-00
  • DOI: 10.1002/jbm.b.34609
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 3Dプリンティング技術により積層造形されたアルミ合金ラティス構造の圧縮特性に関する研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: TAKANO Naoki、TAKIZAWA Hideo、ITO Kohta、ODAKA Kento、MATSUNAGA Satoru、ABE Shinichi
  • 雑誌名: 材料 巻: 68 号: 4 ページ: 351-357
  • DOI: 10.2472/jsms.68.351
  • NAID: 130007635145
  • ISSN: 0514-5163, 1880-7488
  • 年月日: 2019-04-15
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Accuracy and retention of denture base fabricated by heat curing and additive manufacturing (2019)
  • 著者名/発表者名: Tasaka, A., Matsunaga, S., Odaka, K., Ishizaki, K., Ueda, T., Abe, S., Yoshinari, M., Yamashita, S., Sakurai, K.
  • 雑誌名: Journal of Prosthodontic Research 巻: 63 号: 1 ページ: 85-89
  • DOI: 10.1016/j.jpor.2018.08.007
  • NAID: 130007603863
  • ISSN: 1883-1958, 1883-9207
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tooth Root Cross-section Variations of Significance for Endodontic Microsurgery and Predicted Risk of Concealed Canal Isthmus Based on Cross-sectional Morphology: Three-dimensional Morphological Analysis of Japanese Maxillary First Molars Using Micro-CT (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsunaga Satoru、Yamada Masashi、Kasahara Norio、Kasahara Masaaki、Odaka Kento、Fujii Rie、Miyayoshi Norihito、Sekiya Sayo、Sako Ryo、Sugiuchi Akina、Abe Shinichi、Furusawa Masahiro
  • 雑誌名: Journal of Hard Tissue Biology 巻: 28 号: 2 ページ: 153-158
  • DOI: 10.2485/jhtb.28.153
  • NAID: 130007636360
  • ISSN: 1341-7649, 1880-828X
  • 査読あり
• [雑誌論文] Applying intraoral scanner to residual ridge in edentulous regions: in vitro evaluation of inter-operator validity to confirm trueness (2019)
  • 著者名/発表者名: Tasaka Akinori、Uekubo Yuuki、Mitsui Tomoharu、Kasahara Takao、Takanashi Takuya、Homma Shinya、Matsunaga Satoru、Abe Shinichi、Yoshinari Masao、Yajima Yasutomo、Sakurai Kaoru、Yamashita Shuichiro
  • 雑誌名: BMC Oral Health 巻: 19 号: 1 ページ: 264-264
  • DOI: 10.1186/s12903-019-0918-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Micro- and Nanostructural Characteristics of Rat Masseter Muscle Entheses (2019)
  • 著者名/発表者名: Arakawa Keitaro、Matsunaga Satoru、Nojima Kunihiko、Nakano Takayoshi、Abe Shinichi、Yoshinari Masao、Sueishi Kenji
  • 雑誌名: Journal of Hard Tissue Biology 巻: 28 号: 4 ページ: 365-370
  • DOI: 10.2485/jhtb.28.365
  • NAID: 130007738999
  • ISSN: 1341-7649, 1880-828X
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sphenoid bone hypoplasia is a skeletal phenotype of cleidocranial dysplasia in a mouse model and patients (2019)
  • 著者名/発表者名: Mitomo Keisuke、Matsunaga Satoru、Kitamura Kei、Nakamura Takashi、Saito Akiko、Komori Toshihisa、Muramatsu Takashi、Yamaguchi Akira
  • 雑誌名: Bone 巻: 120 ページ: 176-186
  • DOI: 10.1016/j.bone.2018.10.028
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Novel condylar repositioning method for 3D-printed models (2018)
  • 著者名/発表者名: Sugahara K, Katsumi Y, Koyachi M, Koyama Y, Matsunaga S, Odaka K, Abe S, Takano M, Katakura A.
  • 雑誌名: Maxillofac Plast Reconstr Surg. 巻: 40 号: 1 ページ: 1-4
  • DOI: 10.1186/s40902-018-0143-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Study on bone quality in the human mandible-Alignment of biological apatite crystallites (2018)
  • 著者名/発表者名: Furukawa Takehiro、Matsunaga Satoru、Morioka Toshiyuki、Nakano Takayoshi、Abe Shinichi、Yoshinari Masao、Yajima Yasutomo
  • 雑誌名: Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials 巻: 107 号: 3 ページ: 838-846
  • DOI: 10.1002/jbm.b.34180
  • 査読あり
• [雑誌論文] Morphological Study on the Fibula in Japanese: Basic Anatomical Study for Maxillofacial Reconstruction (2018)
  • 著者名/発表者名: Hirouchi Hidetomo、Shimoo Yoshiaki、Suzuki Masashi、Matsunaga Satoru、Yamamoto Masahito、Odaka Kento、Kitamura Kei、Koresawa Kazuto、Yanagisawa Nobuaki、Sakiyama Koji、Takayama Takeshi、Hayashi Katsuhiko、Chang Wei-Jen、Abe Shinichi
  • 雑誌名: Journal of Hard Tissue Biology 巻: 27 号: 4 ページ: 287-294
  • DOI: 10.2485/jhtb.27.287
  • NAID: 40021727255
  • ISSN: 1341-7649, 1880-828X
  • 査読あり
• [学会発表] 生体アパタイト結晶とコラーゲン線維走行の異方性解析からみた歯科インプラント周囲顎骨の構造特性 (2020)
  • 著者名/発表者名: 松永智，是澤和人，奥寺元，鈴木正史，小倉晋，矢島安朝，阿部伸一
  • 学会等名: 第50回日本口腔インプラント学会
• [学会発表] 顎顔面再建手術後における歯科インプラント埋入を想定した日本人腓骨の骨量/骨質解析および組織学的基礎研究 (2020)
  • 著者名/発表者名: 小川雄大，松永智，山本仁
  • 学会等名: 第50回日本口腔インプラント学会
• [学会発表] 尾部懸垂マウスへ埋入したインプラントが周囲骨に与える影響 (2020)
  • 著者名/発表者名: 大津雄人，松永智，中島孝輔，古川丈博，阿部伸一，矢島安朝
  • 学会等名: 第39回日本口腔インプラント学会関東・甲信越支部学術大会
• [学会発表] 脱荷重モデルにおけるインプラント周囲骨解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 大津雄人，松永智，中島孝輔，古川丈博，阿部伸一，矢島安朝
  • 学会等名: 第309回東京歯科大学学会
• [学会発表] ヒト下顎骨筋突起腱付着部におけるミクロ-ナノ解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 笠原正彰，松永智，染谷智子，北村啓，小髙研人，阿部伸一，服部雅之
  • 学会等名: 第310回東京歯科大学学会
• [学会発表] 骨吸収抑制薬が下顎骨と大腿骨の骨質に及ぼす影響 (2020)
  • 著者名/発表者名: 大村雄介，松永智，松本祐介，岡村将宏，鈴木大貴，野村武史
  • 学会等名: 第310回東京歯科大学学会
• [学会発表] 歯科矯正用アンカースクリューに側方応力を加えた際の骨反応の解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 松本高明，松永智，笠原典夫，笠原正彰，西井康
  • 学会等名: 第310回東京歯科大学学会
• [学会発表] 日本人腓骨は顎顔面再建手術後の歯科インプラント埋入に十分な骨量/骨質を有するのか？ (2019)
  • 著者名/発表者名: 小川雄大，廣内英智，野口 拓，山本将仁，松永智，阿部伸一
  • 学会等名: 第49回日本口腔インプラント学会
• [学会発表] マウス大腿骨の生体アパタイト結晶配向性が尾部懸垂により生じる変化について (2019)
  • 著者名/発表者名: 中島孝輔，松永智，古川丈博，阿部伸一，古谷義隆，矢島安朝
  • 学会等名: 第49回日本口腔インプラント学会
• [学会発表] 歯科インプラント周囲に新生された顎骨のミクロ/ナノ構造特性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 松永 智，是澤和人，奥寺元，鈴木正史，吉成正雄，矢島安朝，阿部伸一
  • 学会等名: 第49回日本口腔インプラント学会
• [学会発表] 尾部懸垂マウス大腿骨へ埋入したインプラントの周囲骨への影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 大津雄人，松永 智，中島孝輔，古川丈博，矢島安朝
  • 学会等名: 第49回日本口腔インプラント学会
• [学会発表] 尾部懸垂マウス大腿骨へ埋入したインプラント周囲骨への影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 大津雄人，松永智，中島孝輔，古川丈博，阿部伸一，矢島安朝
  • 学会等名: 第23回日本顎顔面口腔インプラント学会
• [学会発表] Mixed Reality・CAD/CAM技術を併用したLe Fort Ⅰ型骨切り術の精度検証 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小谷地雅秀，菅原圭亮，小髙研人，松永 智，小山 侑，後藤多津子，片倉 朗
  • 学会等名: 第64回日本口腔外科学会
• [学会発表] Technical report of Le Fort I osteotomy using Microsoft®HoloLens and 3D devices. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kiyohiro Kasahara, Keisuke Sugahara, Masahide Koyachi, Mayu Shin, Yu Koyama, Kento Odaka, Matsunaga, S., Abe, S., Katakura, A.
  • 学会等名: 7th Biennial Congress of the ADT Tokyo
• [学会発表] Surgical Application of 3D devices and Mixed Reality in Oral and Maxillofacial Surgery. (2019)
  • 著者名/発表者名: Sugahara, K., Koyachi, M., Odaka, K., Matsunaga, S., Abe, S., Katakura, A.
  • 学会等名: 7th Biennial Congress of the ADT Tokyo
• [学会発表] 筋機能圧低下にともなう下顎骨咬筋付着部のミクロ/ナノ構造特性変化 (2019)
  • 著者名/発表者名: 草場 岳，松永 智，小川雄大，水野周平，野島邦彦，西井 康
  • 学会等名: 第78回東京矯正歯科学会大会
• [学会発表] デジタルファブリケーションを用いた顎骨模型の三次元的精度検証 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小高研人, 松永 智, 阿部伸一
  • 学会等名: 第123回日本解剖学会総会・全国学術集会
• [学会発表] インプラント周囲骨における骨質特性の分析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小髙研人，是澤和人，松永 智，阿部伸一
  • 学会等名: 第305回東京歯科大学学会・例会
• [学会発表] 埋入後インプラント体周囲に新生されたオステオン様構造の動向 (2018)
  • 著者名/発表者名: 是澤和人，松永 智，奥寺 元，鈴木正史，吉成正雄，矢島安朝，阿部伸一
  • 学会等名: 第48回公益社団法人日本口腔インプラント学会学術大会
• [学会発表] ヒト無歯下顎骨前歯部皮質骨における生体アパタイト結晶配向性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 古川丈博，松永 智，中島孝輔，森岡俊行，中野貴由，阿部伸一，吉成正雄，矢島安朝
  • 学会等名: 第48回公益社団法人日本口腔インプラント学会学術大会
• [学会発表] 口腔インプラント学卒前教育の現状 (2018)
  • 著者名/発表者名: 本間慎也，高梨琢也，松永 智，阿部伸一，高野直樹，矢島安朝
  • 学会等名: 第48回公益社団法人日本口腔インプラント学会学術大会
• [学会発表] 顎顔面再建手術後の歯科インプラント埋入を想定した日本人腓骨の解剖学的研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小川 雄大，廣内 英智，山本 将仁，松永 智，阿部伸一
  • 学会等名: 第48回公益社団法人日本口腔インプラント学会学術大会
• [学会発表] 歯科インプラント周囲に新生された顎骨のミクロ/ナノ構造特性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 松永 智，是澤和人，奥寺 元，鈴木正史，吉成正雄，矢島 安朝，阿部 伸一
  • 学会等名: 第48回公益社団法人日本口腔インプラント学会学術大会
• [学会発表] 高用量のアデノ随伴ウィルスベクターは低ホスファターゼ症の大腿骨伸長不全を改善する (2018)
  • 著者名/発表者名: 髙橋有希，棚瀬稔貴，松永 智，阿部伸一，新谷誠康，笠原正貴
  • 学会等名: 第306回東京歯科大学学会総会
• [学会発表] 鎖骨頭蓋異形成症における蝶形骨形成障害の病態解明 (2018)
  • 著者名/発表者名: 三友啓介，松永 智，北村啓，中村 貴，齋藤暁子，東 俊文，阿部伸一，末石研二，山口 朗，村松 敬
  • 学会等名: 第306回東京歯科大学学会総会
• [学会発表] SHG image-based 3D finite element analysis of peri-implant mandibular bone considering collagen fiber (2018)
  • 著者名/発表者名: Fu, Y., Ito, K., Takano, N., Odaka, K., Matsunaga, S.
  • 学会等名: 日本機械学会第31回バイオエンジニアリング講演会
• [学会発表] Application of novel techniques to transfer the positon designed at virtual operation by assembling additive manufactured devices in Le Fort I osteotomy. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kento Odaka, Satoru Matsunaga, Masahito Yamamoto, Masahide Koyachi, Keisuke Sugahara, Akira Katakura, Shinichi Abe
  • 学会等名: 24th Congress of the European Association for Cranio Maxillo Facial Surgery
  • 国際学会
• [学会発表] Technical report of Le Fort I osteotomy using Microsoft HoloLens and 3D devices. (2018)
  • 著者名/発表者名: Masahide Koyachi, Keisuke Sugahara, Kento Odaka, Satoru Matsunaga, Shinichi Abe, Akira Katakura
  • 学会等名: 24th Congress of the European Association for Cranio Maxillo Facial Surgery
  • 国際学会
• [学会発表] Histopathological Verification Of Fluorescence Images Of The Oral Mucosa. (2018)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Sugahara, Kento Odaka, Satoru Matsunaga, Kenichi Matsuzaka, Shinichi Abe, Akira Katakura
  • 学会等名: 24th Congress of the European Association for Cranio Maxillo Facial Surgery
  • 国際学会
• [学会発表] Technical report of Le Fort I osteotomy using Microsoft HoloLens and 3D devices. (2018)
  • 著者名/発表者名: Masahide Koyachi, Keisuke Sugahara, Mayu Shin, Yu Koyama, Ryo Takagi, Kiyohiro Kasahara, Kento Odaka, Satoru Matsunaga, Shinichi Abe, Akira Katakura.
  • 学会等名: The 57th Congress of Korean Association of Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgeons
  • 国際学会
• [図書] やさしくわかる歯と口腔のビジュアルガイド (2020)
  • 著者名/発表者名: 松永 智（分担加筆）
  • 総ページ数: 192
  • 出版者: 医歯薬出版株式会社
  • ISBN: 9784263461549
• [備考] 東京歯科大学ブランディング事業
  • URL: http://www.tdc.ac.jp/college/activity/branding/tabid/659/Default.aspx