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2015 年度 実施状況報告書

生分解性マグネシウム合金メッシュによる次世代型顎骨再建法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K11305
研究機関東北大学

研究代表者

高橋 哲  東北大学, 歯学研究科(研究院), 教授 (60226850)

研究分担者 山内 健介  東北大学, 歯学研究科(研究院), 講師 (10364150)
清水 良央  東北大学, 歯学研究科(研究院), 助教 (30302152)
向井 敏司  神戸大学, 大学院工学研究科, 教授 (40254429)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード生分解性 / マグネシウム合金 / 機械的特性 / 分解特性試験 / 細胞毒性 / 生体安全性
研究実績の概要

本研究の目的は金属性材料の生体遺残の問題と吸収性材料の強度不足を解消するため、生分解性マグネシウム合金 をもちいた生体吸収型金属による次世代型顎骨再建法を開発するものである。研究分担者の向井らは、本目的にあったメッシュを開発した。本メッシュの機械的特性、すなわち、3点曲げ試験、引っ張り試験、ガイド曲げ試験により、良好な特性をもった合金メッシュの開発に成功した。次に分解特性試験(in vitro)を行い、疑似体液および培養液を用い、分解特性を調べ、この点においても臨床で応用可能な分解特性を持ったメッシュ合金のいくつかの試作に成功した。現在は、in vitroの含有元素の細胞毒性についての検討を、線維芽細胞(L929)を用い,MTT assayにより行っている。さらに in vivo試験において、ラット背部皮下移植を行い、その生体安全性と分解挙動試験を行っている。これまで in vitroの細胞毒性については、その毒性は認められず、生体材料として十分もちいることができることを検証した。またin vivoの生体安全性試験においては、分解時、水素が発生することが明らかになった。現在、皮下への植立の条件を変えて、気体の発生がどのようにして起こり、またその気体が生体においてどのように吸収されるかということ、また気体の発生を最小限に抑えるために、合金の組成および形状をどのようにすればよいのかについて、詳細な検討を重ねているところであり、生体材料としてのマグネシウムの開発でもっとも重要な段階に入っている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

機械的な特性や、分解特性試験は満足のいくものであるが、上記のようにin vivoの生体安全性試験においては、分解時、水素が発生することが明らかになった。生分解性マグネシウムが分解の過程で気体を発生すると、臨床応用においては重大な合併症に繋がる可能性があり、分解で気体の発生を最小限に抑える研究が急務である。in vivoでのマグネシウム合金による骨造成の実験に進む前にぜひともこの点を克服して行きたい。

今後の研究の推進方策

まずは上記のように、気体の発生の少ない、生分解性マグネシウム合金の開発を急ぐ。また気体の発生を最小限にするようなメッシュ構造の形状を検証する。その上でラットを用いた臨床応用実験を進めていく。ラット頸骨骨欠損モデルを作成し、生分解性マグネシウム合金を骨欠損部に適合させ、2, 4, 8, 12週で観察を行う。肉眼的な観察および,マイクロCTによる評価、非脱灰標本による骨の形成状況の評価を粉って行く。ラット頸骨での実験を遂行したのち、イヌなど大型動物での臨床応用動物実験を考えている。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 6件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Tooth-bone CAD/CAM surgical guide for genioplasty.2016

    • 著者名/発表者名
      Yamauchi K, Yamaguchi Y, Katoh H, Takahashi T.
    • 雑誌名

      Br J Oral Maxillofac Surg.

      巻: 54 ページ: 1134-1135

    • DOI

      10.1016/j.bjoms.2016.03.012.

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Implant vertical fractures provoked by laboratory procedures: A finate element analysis inspired from clinical cases2016

    • 著者名/発表者名
      Takeshita K, Toia M, Jinno Y, Sumi T, Takahashi T, Halldin A, Jimbo R
    • 雑誌名

      Implant Dent.

      巻: in press ページ: in press

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Cortical bone repositioning for horizontal alveolar bone augmentation; A case series.2016

    • 著者名/発表者名
      ensuke Yamauchi, Shinnosuke Nogami, Yoshihiro Kataoka, Shigeto Koyama, Bernd Lethaus, Tetsu Takahashi
    • 雑誌名

      Int J Periodontics Restorative Dent.

      巻: in press ページ: in press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Orthodontic osteogenecity enhanced by a porous gelatin sponge in a critical-sized rat calvaria defect2015

    • 著者名/発表者名
      Kanda N, Anada T, Handa T, Kobayashi K, Ezoe Y, Takahashi T, Suzuki O
    • 雑誌名

      Macromol Biosci.

      巻: 15 ページ: 1647-1655

    • DOI

      10.1002/mabi.201500191

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Evaluation of the treatment modalities for neurosensory disturbances of the inferior alveolar nerve following retromolar bone harvesting for bone augmentation.2015

    • 著者名/発表者名
      Nogami S, Yamauchi K, Shiiba S, Kataoka Y, Hirayama B, Takahashi T
    • 雑誌名

      Pain Med.

      巻: 16 ページ: 501-512

    • DOI

      10.1111/pme.12618.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The effect of decortication for periosteal expansion osteogenesis using shape memory alloy mesh device2015

    • 著者名/発表者名
      Yamauchi K, Nogami S, Tanaka K, Yokota S, Shimizu Y, Kanetaka H, Takahashi T
    • 雑誌名

      Clin Implant Dent Relat Res.

      巻: 17 ページ: e376-e384

    • DOI

      10.1111/cid.12250.

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Octacalcium phosphate collagen composite facilitates bone regeneration of large mandibular bone defect in humans2015

    • 著者名/発表者名
      Kawai T, Suzuki O, Matsui K, Tanuma Y, Takahashi T, Kamakura S
    • 雑誌名

      J Tissue Eng Regen Med

      巻: 27 ページ: in press

    • DOI

      10.1002/mabi.201500191.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Reconstruction of the jaws by bone regeneration using octacalcium phosphate (OCP) and collagen composite (OCP/Collagen)2016

    • 著者名/発表者名
      Takahashi T
    • 学会等名
      The 28th Coference of the Taiwan Assisiation of Oral and Maxillofacial Surgeons
    • 発表場所
      Taichung, Taiwan
    • 年月日
      2016-03-05 – 2016-03-06
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] チタンメッシュトレーとPCBMによる顎骨再建の問題点2016

    • 著者名/発表者名
      髙橋 哲
    • 学会等名
      第34回日本口腔腫瘍学会総会・学術大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-01-22 – 2016-01-22
    • 招待講演
  • [学会発表] Time-activated periosteal expansion osteogenesis using a shape memory alloy mesh device2015

    • 著者名/発表者名
      Gerardo Martines de la Cruz, Yamauchi K, Nogami S, Shimizu Y, Takahashi T
    • 学会等名
      The 22nd International Conference on Oral and Maxillofacial Surgery
    • 発表場所
      Melbourne, Australia
    • 年月日
      2015-10-27 – 2015-10-30
    • 国際学会
  • [学会発表] イヌ下顎骨切除骨モデルにおけるOCP/Collagenの骨再生能の検討2015

    • 著者名/発表者名
      川井 忠、松井桂子、江副祐史、髙橋 哲、鈴木 治、鎌倉慎治
    • 学会等名
      第60回(公社)日本口腔外科学会総会・学術大会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-10-16 – 2015-10-18
  • [学会発表] 生体吸収材料と形状記憶合金メッシュを組み合わせた時限骨膜伸展骨形成法2015

    • 著者名/発表者名
      山内健介、平山聞一、マルチネスヘラルド、野上晋之介、髙橋 哲
    • 学会等名
      第60回(公社)日本口腔外科学会総会・学術大会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-10-16 – 2015-10-18
  • [学会発表] Alveolar distraction osteogenesis of grfted block bone for a severe alveolar atrophy case2015

    • 著者名/発表者名
      Odashima K, Tanaka K, Yamauchi K, Nogami S, Kataoka Y, Takahashi T
    • 学会等名
      EAO Congress STOCK HOLM 2015
    • 発表場所
      Stockholm, Sweden
    • 年月日
      2015-09-24 – 2015-09-26
  • [学会発表] 皮質骨移動術を併用した歯槽骨再生誘導法の臨床的検討2015

    • 著者名/発表者名
      山内健介、野上晋之介、片岡良浩、小山重人、髙橋 哲
    • 学会等名
      第45回(公社)日本口腔インプラント学会・学術大会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2015-09-21 – 2015-09-23
  • [学会発表] Octacalcium Phosphate Collagen Composites Facilitates Bony Reconstruction after Canine Mandibular Amputation2015

    • 著者名/発表者名
      Kawai T, Matsui K, Ezoe Y, Kajii F, Iwai A, Tanaka H, Takahashi T, KAMAKURA S
    • 学会等名
      4th TERMIS World Congress
    • 発表場所
      Boston, U.S.A.
    • 年月日
      2015-09-08 – 2015-09-11
    • 国際学会
  • [学会発表] NiTi メッシュと吸収糸を組み合わせた時限型骨膜伸展骨形成法(Time-activated periosteal expansion osteogenesis using a shape memory alloy mesh device)2015

    • 著者名/発表者名
      Martinez-de la Cruz Gerardo, 山内健介、野上晋之介、清水良央、髙橋 哲
    • 学会等名
      第45回(公社)日本口腔インプラント学会・学術大会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2015-09-08 – 2015-09-11
    • 国際学会
  • [学会発表] Reconstruction of a dog mandibular resection defect by octacalcium phosphate collagen composite.2015

    • 著者名/発表者名
      Kawai T, Matsui K, Ezoe Y, Tanuma Y, Tanaka H, Kajii F, Iwai A, Takahashi T, Suzuki O, Kamakura S.
    • 学会等名
      27rd European Conference on Biomaterials
    • 発表場所
      Krakow, POLAND
    • 年月日
      2015-08-30 – 2015-09-03
    • 国際学会
  • [学会発表] Use of titanium mesh for alveolar ridge augmentation: indications and limitations2015

    • 著者名/発表者名
      Takahashi T
    • 学会等名
      ICOI summer symposium
    • 発表場所
      San Fransisco, U.S.A.
    • 年月日
      2015-08-15 – 2015-08-15
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Vertical Alveolar Ridge Augmentation in Implant Dentistry2016

    • 著者名/発表者名
      Takahashi T, Yamauchi K
    • 総ページ数
      368
    • 出版者
      Wiley Blackwell
  • [図書] Horizontal Alveolar Ridge Augmentation in Implant Dentistry2016

    • 著者名/発表者名
      Yamauchi K, Takahashi T
    • 総ページ数
      340 (240-258)
    • 出版者
      Wiley Blackwell
  • [図書] Oral Cancer-Diagnosis and Therapy2015

    • 著者名/発表者名
      Takahashi T, Yamashita Y, MIyamoto I, Yamauchi k, Yokota S, Nogami S, Tanaka K
    • 総ページ数
      416 (273-284)
    • 出版者
      Springer

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公開日: 2017-01-06  

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