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骨新生を有するチタン積層造形多孔体構造の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K19216
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分57060:外科系歯学関連
研究機関大阪医科薬科大学

研究代表者

井上 和也  大阪医科薬科大学, 医学部, 講師 (00761503)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
キーワードチタン / 表面処理 / ポーラス構造 / 骨結合能 / チタン積層造形 / 選択的レーザー溶融法 / 混酸加熱処理 / 海綿骨 / 皮質骨 / 力学試験 / 混酸加熱 / 積層造形 / チタン人工骨 / 下顎骨 / 多孔構造
研究開始時の研究の概要

多孔構造を人工骨内に付与することにより周囲骨からの骨新生がおこり、周囲骨と強固に結合しより力学的に安定したチタン人工骨となりうることを先行研究から明らかとした。SLM法を用いて造形した気孔率を持つ多孔体の圧縮強度は内部構造よりも気孔率の影響を大きく受け,気孔率の増大とともに減少することが明らかとなっている。本研究では骨新生を妨げない程度の気孔率を有し、かつ強度的にも安定する積層造形多孔構造チタン人工骨のモデル作製を目的としている。本研究において多孔構造を有する積層造形チタン試験片をラット頭蓋骨に埋植し、チタン試験片内への骨新生を組織学的に評価すること、骨との結合力を力学試験を用いて評価する。

研究成果の概要

当該研究を通してチタンと骨との結合様式に関する知見を得ることが可能となった。ラット頭蓋骨にチタン試験片を埋植し力学試験及び非脱灰研磨標本を用いた組織学的評価、走査型電子顕微鏡を用いた表面回析を行った。三次元積層造形技術を用いて作成したチタンは多孔構造を有し、親水性が向上すること、混酸加熱処理を加えることで早期の骨結合能を有することを明らかとした。研究機関内に海外雑誌に2編、国内学会総説1編、国際学会発表1件、国内学会発表6件の成果発表を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では歯科インプラントや骨の再建の際に用いられているチタンに関する研究です。骨とチタンがより強固に結合することで、歯科インプラントや再建プレートの緩みや感染などが起こりにくくなることを目的に研究を進めました。結果的に三次元積層造形技術を用いたチタンは特殊な処理を施すことで、表面にマイクロ・ナノスケールの凹凸が出来ることで、周囲の骨からの細胞誘導・分化を促進することが明らかとなりました。本技術を既存の歯科インプラントや再建プレートに応用することが出来れば、医療技術の発展に貢献できると考えています。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Histological Evaluation of Porous Additive-Manufacturing Titanium Artificial Bone in Rat Calvarial Bone Defects2021

    • 著者名/発表者名
      Imagawa Naoko、Inoue Kazuya、Matsumoto Keisuke、Omori Michi、Yamamoto Kayoko、Nakajima Yoichiro、Kato-Kogoe Nahoko、Nakano Hiroyuki、Thi Minh Le Phuc、Yamaguchi Seiji、Ueno Takaaki
    • 雑誌名

      Materials

      巻: 14 号: 18 ページ: 5360-5360

    • DOI

      10.3390/ma14185360

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Bioactivation Treatment with Mixed Acid and Heat on Titanium Implants Fabricated by Selective Laser Melting Enhances Preosteoblast Cell Differentiation2021

    • 著者名/発表者名
      Le Phuc Thi Minh、Shintani Seine A.、Takadama Hiroaki、Ito Morihiro、Kakutani Tatsuya、Kitagaki Hisashi、Terauchi Shuntaro、Ueno Takaaki、Nakano Hiroyuki、Nakajima Yoichiro、Inoue Kazuya、Matsushita Tomiharu、Yamaguchi Seiji
    • 雑誌名

      Nanomaterials

      巻: 11 号: 4 ページ: 987-987

    • DOI

      10.3390/nano11040987

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mechanical, Histological, and Scanning Electron Microscopy Study of the Effect of Mixed-Acid and Heat Treatment on Additive-Manufactured Titanium Plates on Bonding to the Bone Surface2020

    • 著者名/発表者名
      Imagawa Naoko、Inoue Kazuya、Matsumoto Keisuke、Ochi Ayako、Omori Michi、Yamamoto Kayoko、Nakajima Yoichiro、Kato-Kogoe Nahoko、Nakano Hiroyuki、Matsushita Tomiharu、Yamaguchi Seiji、Thi Minh Le Phuc、Maruyama Shinpei、Ueno Takaaki
    • 雑誌名

      Materials

      巻: 13 号: 22 ページ: 5104-5104

    • DOI

      10.3390/ma13225104

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparative evaluation of microbial profiles of oral samples obtained at different collection time points and using different methods2020

    • 著者名/発表者名
      Omori Michi、Kato-Kogoe Nahoko、Sakaguchi Shoichi、Fukui Nozomu、Yamamoto Kayoko、Nakajima Yoichiro、Inoue Kazuya、Nakano Hiroyuki、Motooka Daisuke、Nakano Takashi、Nakamura Shota、Ueno Takaaki
    • 雑誌名

      Clinical Oral Investigations

      巻: 25 号: 5 ページ: 2779-2789

    • DOI

      10.1007/s00784-020-03592-y

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A case of coronoidectomy simulated using threedimensional models and surgical guide for severe trismus caused by bilateral coronoid hyperplasia2020

    • 著者名/発表者名
      Inoue Kazuya、Nakano Hiroyuki、Yonenaga Takatoshi、Ogura Ayano、Omori Michi、Yamamoto Naofumi、Nakajima Yoichiro、Ueno Takaaki
    • 雑誌名

      Journal of Oral and Maxillofacial Surgery, Medicine, and Pathology

      巻: 32 号: 6 ページ: 450-453

    • DOI

      10.1016/j.ajoms.2020.06.002

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 酸・ヨウ素処理により抗菌性を有するチタンデ バイスの開発/表面分析2022

    • 著者名/発表者名
      澤井 恭久 , 山口 誠二 , 井上 和也 , 中野 旬之 , 中島 世市郎 , 真野 隆充 , 植野 高章
    • 学会等名
      第67回公益社団法人日本口腔外科学会総会・学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 顎顔面領域における三次元積層造形技術を用いた患者適合型インプラント2022

    • 著者名/発表者名
      井上 和也
    • 学会等名
      第67回公益社団法人日本口腔外科学会総会・学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 骨形成促進機能と高精密適合性を有するフルカスタム顎骨再建チタンデバイス開発2021

    • 著者名/発表者名
      井上和也, 今川尚子, 松本佳輔, 山本佳代子, 中島世市郎, 中野旬之, 真野隆充, 植野高章
    • 学会等名
      第66回日本口腔外科学会総会・学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 骨と表面処理を施した積層造形チタンの力学および組織学的評価2021

    • 著者名/発表者名
      今川尚子, 井上和也, 松本佳輔, 木村基士, 中野旬之, 中島世市郎, 眞野隆充, 植野高章
    • 学会等名
      第41回日本口腔インプラント学会近畿・北陸支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Evaluation of bonding capability between the cortical bone and full custom-made titanium plate with mixed-acid and heat treatment surface modification2021

    • 著者名/発表者名
      Naoko Imagawa, Kazuya Inoue, Kayoko Yamamoto, Kei Suzuki, Michi Omori, Yoichiro Nakajima, Hiroyuki Nakano, Nahoko Kato-Kogoe, Takaaki Ueno
    • 学会等名
      25th Congress of the European Association for Cranio Maxillo Facial Surgery
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 加熱処理によるブラスト・酸処理チタン製歯科用インプラントへのアパタイト形成能付与2021

    • 著者名/発表者名
      小倉 綾乃, 山口 誠二, 澤井 恭久, 今川 尚子, 鈴木 慶, 大森 実知, 井上 和也, 小越 菜保子, 中島 世市郎, 中野 旬之, 植野 高章, 森 悦秀
    • 学会等名
      公益社団法人日本セラミックス協会2021年年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 混酸・加熱処理を行った積層造形チタン人工骨の骨欠損部における組織学的観察2020

    • 著者名/発表者名
      今川尚子,井上和也,越智文子,松本佳輔,大森実知,小越菜保子,中野旬之,植野高章
    • 学会等名
      第74回NPO法人日本口腔科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] SLMチタンメッシュプレートを用いた骨造成術の検討2020

    • 著者名/発表者名
      井上和也, 越智文子, 松本佳輔, 今川尚子, 大森実知, 小越菜保子, 中野旬之, 植野高章
    • 学会等名
      第74回NPO法人日本口腔科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 積層造形技術を用いたチタンメッシュプレートによる歯科インプラント骨造成術2020

    • 著者名/発表者名
      井上和也, 中島世市郎, 山本佳代子, 今川尚子, 松本佳輔, 中野旬之, 植野高章
    • 学会等名
      第50回公益社団法人日本口腔インプラント学会記念学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 埋入部位がインプラント安定指数(ISQ値)に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      松本佳輔,井上和也, 中島世市郎, 田口尚吾, 諏訪吉史, 今川尚子, 植野高章
    • 学会等名
      第50回公益社団法人日本口腔インプラント学会記念学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 骨結合表面処理を施した3DプリンティングTiデバイスの骨結合力および骨形成組織評価2020

    • 著者名/発表者名
      今川尚子,井上和也,鈴木慶,松本佳輔,大森実知,山本佳代子,中島世市郎,小越菜保子,中野旬之,植野高章
    • 学会等名
      第65回日本口腔外科学会総会・学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] SLMチタンメッシュプレートを用いて骨造成術を行った症例の報告2019

    • 著者名/発表者名
      越智文子,井上和也,松本佳輔,今川尚子,大森未知 小越奈保子,中野旬之,植野高章
    • 学会等名
      顎顔面インプラント学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 混酸・加熱処理を行った積層造形チタン人工骨の骨欠損部における 組織学的観察2019

    • 著者名/発表者名
      井上和也,越智文子,松本佳輔,今川尚子,大森未知,小越奈保子 中野旬之,植野高章
    • 学会等名
      顎顔面インプラント学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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