| 研究課題/領域番号 |
15K20600
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| 研究機関 | 長崎大学 |
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研究代表者 |
富永 淳也 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 助教 (30565362)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 歯科矯正治療 / 骨リモデリング / 動物実験モデル / 有限要素法 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、矯正歯科治療の最大の欠点である長い治療期間を短縮するために、治療結果を正確に推定することが可能な、骨改造現象（骨リモデリング）を考慮した長期的な歯の移動予測システムを構築することを目的としている。矯正治療を開始する前に、どのような矯正治療メカニクスを用いれば、どういった結果となるかを正確に予測できれば、その目標に向かって最短で治療を終了することができる。つまり、このシステムが確立されれば、通常であれば２～３年以上にも及ぶ治療期間を大幅に短縮できる。またこの過程で、歯の移動に最も影響を及ぼす骨リモデリング速度を定量化し、効率的に歯を移動するための最適な矯正治療メカニクス（最適荷重条件）を決定したいと考えている。
そこで本年度はまず、マイクロCTを用いたラットの実験により得られる、力の大きさと歯の移動速度との相関関係から骨リモデリング速度を定量化することを試みた。この為にはまず、歯の移動動態を表現する指標である歯根膜の応力分布と歯の抵抗中心の移動量を求める必要があるが、動物実験モデルのみで解明することは困難であるため、有限要素解析ソフトを用いてラットの歯のモデルを作成し、初期変位時における歯根膜応力分布と歯槽骨吸収量および抵抗中心の移動量を求めた。
この結果、ラットの歯槽骨吸収実験モデルにおける初期変位時の歯根膜応力値が歯槽骨吸収量に影響を及ぼす可能性が示唆された。しかしながら、骨リモデリング速度を定量化するまでには至っていない。
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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
当初、力の大きさと歯の移動速度との相関関係から骨リモデリング速度を定量化する予定であったが、有限要素モデルの作成や解析が収束しないことも多く、また骨リモデリング速度の定量化には多くの解析を行うことが必要となってくるため、現時点では、ラットの歯槽骨吸収実験モデルにおける初期変位時の歯根膜応力値と歯槽骨吸収量との相関を確認するにとどまっている。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、次第に有限要素解析が順調に進むようになってきたこともあり、解析数を増やしていき、骨リモデリング速度を定量化する。また、高精度３次元変位測定システムを用いて、様々な大きさの力を加えた際の歯の初期変位動態を口腔内で実測し、それを有限要素法を用いた初期変位解析の結果と比較検討し、その妥当性を検討する。さらに、光学式３次元形状計測装置によって、治療前後の歯の移動動態を解明し、上記で得られた解析結果と照らし合わせて整合性を検証していき、長期的な歯の移動予測システムを構築する。さらにこのシステムを応用し、効率的に歯を移動するための最適荷重条件を決定する予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初、力の大きさと歯の移動速度との相関関係から骨リモデリング速度を定量化する予定であったが、有限要素モデルの作成や解析が収束しないことも多く、また骨リモデリング速度の定量化には多くの解析を行うことが必要となってくるため、現時点では、ラットの歯槽骨吸収実験モデルにおける初期変位時の歯根膜応力値と歯槽骨吸収量との相関を確認するにとどまっているため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
本研究を実施するために必要な、有限要素モデルの作成に使用する３次元画像造形・編集ソフトウェア（Mimics、Materialize社）や、矯正治療前後の歯列模型を重ね合わせ、比較するための光学式３次元計測装置（SURFACER-PRM、Imageware社）、および歯の初期変位の測定に使う際のシステムについては、所属する研究室に完備している。また、ラットのマイクロCT（R_mCT2、Rigaku社）を撮影する施設は当大学の動物実験施設にあるが、有限要素解析を行うためのソフトウェア（Marc/Mentat、MSC社）および、この解析を行うためのモデル作成に使用するソフトウェア（Mimics, Materialize社）については購入をする必要がある。また、記憶装置・電子メディアについては有限要素解析を１回行うごとに１GB以上のデータが出力されるため、必要となってくる。
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