| 研究課題/領域番号 |
17K17218
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| 研究機関 | 東京歯科大学 |
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研究代表者 |
笠原 正彰 東京歯科大学, 歯学部, 助教 (60779776)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 骨質 / 生体アパタイト / BAp / 結晶配向性 / 顎骨 / 骨量 |
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| 研究実績の概要 |
超高齢化社会を迎えた我が国では骨疾患の重篤化による、「生活の質」（QOL）の低下が危惧されている。歯科領域においても、骨粗鬆症を代表とする種々の骨疾患に対して、いかに顎骨の形態と構造を維持していくかが最重要課題といえる。ヒト顎骨は歯を介した咬合力に加え、筋からの機能圧を絶えず受ける特異的な骨である。故に、顎骨に対して咬合力や種々の機能圧が及ぼす影響は強く，顎骨形態や内部構造に大きな変化を与えていることが報告されている。
近年、骨の構造的要素と材質的要素に着目した「骨質」が注目されており、骨質の劣化が骨状態に影響を及ぼすことが明らかとなっている。本研究では、骨質因子の一つである骨基質に含まれる生体アパタイト(BAp)結晶配向性が骨強度に影響を及ぼすことに着目し、結晶学的手法を用いた局所的骨質解析によるヒト顎骨の力学機能解明ならびに、荷重条件の違いによる顎骨の構造特性について比較検討を行うことを目的とする。
本研究はこれまで骨密度を中心とした全域的な骨量評価に対して、ナノレベルの視点から局所的な評価を行うことで、顎骨が有する力学環境に適応した複雑な構造特性の一端が解明されることが期待される。さらに、骨疾患に罹患した顎骨の骨評価に対して、骨量変化だけでなく、骨質の変化を視野に入れ解析を行うことや力学状態をも考慮に入れることにより、病態による顎骨の構造変化のメカニズムにおいて、これまで明らかとされてこなかった新たな知見が獲得できるものと確信している。
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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
複雑な力学環境下に存在する顎骨の構造特性を解明するためには、骨量・骨質・力学影響を包括的に評価する必要があることから、(1)微小領域エックス線回折法を用いたナノレベルにおけるヒト顎骨の皮質骨および海綿骨の荷重影響部位の特定・荷重支持機能の定量評価と、(2)荷重条件の違いによる顎骨の構造特性を比較検討し力学的影響を解明する。
本研究は研究計画に基づき、ヒト顎骨における骨量・骨質・力学機能解析と動物実験を用いた介入実験を予定通り終了したが、ヒト顎骨は咬合による荷重のみならず咀嚼筋を主とした筋機能圧による顎骨構造と形態への影響を考慮する必要があると考えた。そのため、前年度に行った動物実験に加え、ヒト顎骨における咀嚼筋の機能圧が骨質に与える影響を解析することを研究計画に加えた。また、一部研究機器に不具合が生じ(マイクロCT、ナノインデンター)調整前と調整後の測定値の相違を検証することに時間を要した。以上より、当初の計画よりやや遅れる結果となった。
平成30年度は前年度に引き続き、ヒト顎骨における荷重影響部位の特定を行うために、有歯顎、無歯顎における皮質骨・海綿骨のBAp結晶配向性の測定を行った。また、顎骨の力学機能解析の評価として、ナノインデンテーション法を用いて、荷重‐変位曲線を求め、ヤング率、硬さの算出を行った。また、動物実験として、ビーグル犬を用いた負担荷重・低荷重・無荷重モデルを作製して骨密度計測、骨形態計測を行った。現在、骨粗鬆症モデルの解析に着手しており、研究を進めている状況である。これに加えて、ヒト顎骨の筋機能圧の影響を検討するため、体幹四肢の骨と顎骨の骨量・骨質の比較を行う。さらに、各咀嚼筋の部位による局所構造特性を明らかにするため研究を推進している。
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| 今後の研究の推進方策 |
体幹四肢の骨(ヒト大腿骨)と顎骨(咬筋・側頭筋・内側翼突筋・外側翼突筋付着部皮質骨)の比較のため、骨量・骨質・骨力学解析を行う。そのための、レジン包埋を行い研磨試料作製し、逐次解析を行う。また、研究機器不具合による生じたデータの相違の検証を引き続き行う。
以上の計画が終了次第、作成中の論文の修正・追記をした後投稿を行う。投稿状況に応じて、適宜追加実験等の検討を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初は当該年度において論文投稿予定であり、その際の論文投稿料、英文翻訳、校正作業に必要な経費などを計上していたが、計測項目の追加や試料数の増加、計測機器の不具合によるデータ相違も検証に時間を要することから次年度へ持ち越しとなったため。
次年度は上記の論文投稿にかかる費用に加え、投稿状況に応じて、追加実験が要することになった場合に、計測機器の消耗品(試料切断用バンドソー、エックス線回折装置用のキャピラリー等)購入に計上する予定である。
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