| 研究課題/領域番号 |
21K10131
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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57060:外科系歯学関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
山内 健介 東北大学, 歯学研究科, 教授 (10364150)
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| 研究分担者 |
鵜沼 英郎 山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (30273303)
清水 良央 東北大学, 歯学研究科, 助教 (30302152)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | ダイナミックフレーム装置 / 骨膜伸展骨形成法 / 骨延長法 / 再生誘導療法 / 骨延長 / 骨増生 / ダイナミックフレーム / 骨造成 / 骨再生誘導療法 / 形状記憶材料 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
静的・動的特性を有したDFDを製作し、既存骨から新たな形態を誘導させる形態改変を実証させ、最終的には任意の血管柄周囲にDFDを設置させ、新たな血管柄付き骨弁の検証を行う。これにより人工材料の使用回避ならびにドナーサイトへの最小侵襲による新たな骨再建方法を提唱すると供に、骨ー軟組織の境界認識をDFDにより任意に制御できることを目指し、形態・機能を考慮した次世代顎骨再建方法を開発する。
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| 研究実績の概要 |
形状記憶特性を持ったダイナミックフレーム装置（DFD)の外形デザインを決定し、ラット大腿骨を用いて骨ー骨膜間の試適空間距離を設定した。フレームにはポリエチレンテレフタラート（PET)を基剤としてハイドロキシアパタイトを内面にコーティングし、その内部と外界骨膜との細胞間交流ができるように一定間隔で孔を形成した。動物実験では雄性Wistarラット17週齢15頭の両側大腿骨骨膜下にDFDを挿入し，縫合糸でDFDを大腿骨に固定し，右大腿骨には4-0Vicryl Rapid（実験群），左大腿骨には4-0絹糸を用いた（対照群）．術後3週，5週，8週で各5頭の試料採取を行い，μCTで断面積を計測した．計測は，大腿骨の長軸に対し垂直な断面において，DFD埋入部を中心に16ヶ所で行なった．DFD埋入部，末梢側及び中枢側の３領域に分け，各々の新生骨量の平均値を評価した.結果は3週，5週，8週の実験群及び対照群いずれにおいても，DFD埋入部，末梢側及び中枢側での新生骨を認めた．またDFD直下に比べ，末梢側および中枢側により多くの新生骨形成を認めた．このうち3週と5週の中枢側では実験群で多くの新生骨を認め，対照群の新生骨量に比べ有意に高かった．その他の部位では実験群と対照群で新生骨量に有意差は認めなかった．以上より、DFD内部の骨新生は認めらなかったものの、DFD自体の動的刺激に伴う骨-骨膜間隙の空間形成による周囲環境の骨新生効果が確認された.
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
DFD装置の外形デザインの決定に時間を要したことと学内動物実験施設の改修工事による使用施設の偏光、および新型コロナウィルス感染拡大による施設利用制限や実験者の研究活動の停滞もあり、予定よりもやや遅延している。
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| 今後の研究の推進方策 |
ラット大腿骨でのDFD装置を用いた動的骨膜伸展刺激による周囲骨再生誘導効果が確認できたことから、更なるDFDの改良を行うと供に、大動物顎骨での動物実験を計画し、遂行する予定である。本実験に向けて実験環境の整備を行い、順次実験を開始し、DFDによる顎骨再生誘導療法を検証する予定である。
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