| 研究課題/領域番号 |
20K10001
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 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
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| 研究機関 | 鶴見大学 |
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研究代表者 |
栗原 大介 鶴見大学, 歯学部, 学内講師 (70535773)
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| 研究分担者 |
高田 雄京 東北大学, 歯学研究科, 准教授 (10206766)
大久保 力廣 鶴見大学, 歯学部, 教授 (10223760)
鈴木 恭典 鶴見大学, 歯学部, 准教授 (70257335)
白井 麻衣 鶴見大学, 歯学部, 助教 (80779819)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | ４Dプリント / ３次元シミュレーションモデル / 積層造形法 / 純チタン粉末 / 純チタンメッシュ / CT画像データ / 骨誘 / 骨誘導 / 骨再生誘導 / インプラント / CAD |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，持続的に形状が変化する４Dプリント形状記憶合金を用いた骨再生誘導用メッシュの開発を行うため，最初に４Dプリントで製作した単純なプレート型純チタンメッシュが，骨造成に必要となる適切な経過日数と変形量，強度の確認を行う．
その後，３次元シミュレーションモデル上で変形の確認を行うとともに，細胞毒性試験溶液を用いて細胞毒性の確認を行う．基礎実験にて適切な変形を確認した後，成熟ラットを用いた動物実験を実施する．
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| 研究実績の概要 |
本年度は，従来の３Dプリントに時間軸を加えたデジタル技術である４Dプリント技術を用いて，時間の経過により形状を緩慢に変化させていく構造体を３D積層造形法で製作する計画を立案した．
本研究では，持続的に形状が変化する４Dプリント形状記憶合金を用いて骨再生誘導用メッシュの開発を行うこと目的としている事から，研究計画を立案した当初は４Dプリントで単純なプレート型純チタンメッシュを製作する予定であった．４Dプリント技術とは３Dプリントにより製作した造形物に対して，熱や光，水，圧等を刺激として，あらかじめ意図した立体形状に時間軸の経過により徐々に形態を変化させる技術である．この手法を今回使用する材料として純チタン粉末を選択し，純チタンメッシュへの形態に変化させるために，折り紙の原理を応用し，織り方を工夫して３Dプリントすることにより，形態の変化が可能となる．そこで，本年度は単純なプレート型純チタンメッシュを製作した後，経過日数と変形量の確認を行う予定であったが，第一段階として従来型の３Dプリント技術を用いて純チタン粉末から単純なプレート型純チタンメッシュの製作を行うことに変更した．
また，３次元シミュレーションモデルの製作はCT画像データを用いて行うこととした．このモデルは，骨造成前のCT画像データから製作するモデル，顎骨３次元検査データからインプラント埋入に必要な顎骨の形状データを算出して，シミュレーションしたモデルおよび骨造成後の形状をCT画像データから製作するモデルの３形態の３次元シミュレーションモデルを製作する計画であった．しかし，既に撮影されているCT画像データを使用するにあたり倫理審査委員会の承認を得る必要があるが，承認がまだ得られていないのが実情である．承認が得られるまでに上顎前歯部及び下顎臼歯部の骨造成を行い経過が良好な症例の選択を行った．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
研究申請当初は，４Dプリント技術により純チタン粉末から単純なプレート型純チタンメッシュの製作を最初から行う予定であったが，現在広く普及しつつあり，認知されている３Dプリントによる積層造形法で単純なプレート型純チタンメッシュの製作を最初に行うことに変更したため遅れている．また，その後に４Dプリント技術で，プレート型純チタンメッシュを製作したのち経過日数と変形量の確認を行わなければならないため遅れている．
４Dプリントは当講座所有の積層造形装置では加工できないため，純チタンレーザー焼結積層造形加工機を有する業者に委託しなければならないが，単純なプレート型純チタンメッシュのデザインが決定できていない．
その後のCT画像データを用いて３次元シミュレーションモデルの製作にあたり倫理審査委員会の承認を得なければならないがまだ得られていない．
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| 今後の研究の推進方策 |
従来型の３Dプリント技術を用いて純チタン粉末から単純なプレート型純チタンメッシュの製作を行う．製作にあたり純チタンレーザー焼結積層造形加工機を有する業者に委託する単純なプレート型純チタンメッシュのデザインの決定を行い，３Dプリントによる純チタン粉末から単純なプレート型純チタンメッシュの製作を行う．その後，４Dプリント技術で，プレート型純チタンメッシュを製作し，経過日数と変形量の検討を行う．
次にCT画像データを用いて３次元シミュレーションモデルの製作を行う．製作にあたり，既に撮影されているCT画像データを使用するため，倫理審査委員会の承認を得る予定である．承認が得られるまでに上顎前歯部及び下顎臼歯部の骨造成を行い経過が良好な症例の選択を行っていく予定である．
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