プラットフォームスイッチングにおける骨吸収抑制因子の解明と最適な臨床応用法の開発

2020 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K19097
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 松崎 麻貴 九州大学, 歯学研究院, 特別研究員 (50757987)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 歯科インプラント / プラットフォームスイッチング / ３次元有限要素法

研究実績の概要

歯科インプラントについて機能負荷開始後のインプラント周囲骨吸収が臨床的問題となっている。
本研究では、そのような骨吸収を抑制できるとされているプ ラットフォームスイッチングがどのような機序で骨吸収を抑制するのかについて力学的な観点から明らかにすることを目的としている。 3次元有限要素法を用いて、プラットフォームスイッチングを用いたアバットメントーインプラントの連結体について解析を行うこととした。昨年度までの実績として、従来の同様の研究と比較して、インプラント・アバットメント・アバットメントスクリューを一体とした連続型のモデルでの解析が行われてきたが、骨吸収を抑制する力学的要因をさらに詳細に解析するために、それぞれのコンポーネントが独立するように、境界条件を接触状態とした独立型のモデルを作成しその有用性を確認できた。 CADデータの作成に関しては、実在するインプラント体、アバットメント、スクリューの製品をレジン包埋にて標本化、顕微鏡やSEMによる実測にて作成。同モデルによると、通常の臨床で行うようにインプラント体およびアバットメントをスクリューで締結した際、スクリュー内部にはスクリューヘッドの固定後、さらなる締結の推進により、スクリュー内部に引っ張り応力が生じることが判明した。また、インプラント体およびアバットメントにはプラットフォームの接触部分にスクリューによって引張られることにより、相反する応力が発生していることが判明した。さらに、骨内に埋入されたインプラント体にそのような応力がかかり、 インプラント体の微細な変形が起こった結果、インプラント機能負荷開始後に吸収されるネック部の皮質骨部にある程度の内部応力が生じていることが判明した。今後はプラットフォームスイッチングのシフト量を変えることにより応力の絶対値および付加される場所がどのように変わっていくか調査を進める。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

当初の予定通り実在するインプラント体、アバットメント、スクリューの製品を分析して、ほぼ同形状のCADモデルを作成し、スクリューで締結した際のそれぞれのコンポーネントにかかる応力およびひずみの分布について有限要素解析を行うことができた。
有限要素解析ではこのモデルを作成することに時間がかかるため、モデルを作成できたことにより今後の研究は順調に進めることができると考えている。
しかし、今年度はコロナウィルス感染症の影響もあり、共同実験施設である九州工業大学への移動が困難であったため、予定していた模型上でのひずみ計測実験ができなかった。この点については今後、期間を詰めて実験を行う必要があると考えている。

今後の研究の推進方策

今後は各コンポーネントが独立した３次元有限要素法モデルを用いてプラットフォームスイッチングのシフト量を変化させることにより、周囲骨およびコンポーネントに生じる応力の大きさや応力が 生じる場所がどのように変わっていくかについて解析を行い、プラットフォームスイッチングが骨吸収を抑制する機序を解明していく予定である。
また、ひずみゲージを貼付した模型実験を行い、実際の計測値と、有限要素法モデルとの比較を行い、モデルの妥当性についても評価する予定としている。

次年度使用額が生じた理由

実験計画においてインプラント体の価格が高額であり、物品費のほとんどを占める。 今年度は3次元有限要素法によるコンピューターシミュレーションを行ったが、コロナウィルス感染症の影響で模型やインプラント体を使用する実験がほとんどできず、物品購入の必要がほどんどなく、支出実績がなかった。次年度は模型実験等を計画しているため、今年度繰越額を含め使用金額が多くなる予定である。