| 研究課題/領域番号 |
24592892
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
高山 芳幸 北海道大学, 大学病院, 講師 (30236369)
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| 研究分担者 |
齋藤 紘子(佐々木紘子) 北海道大学, 大学病院, 助教 (10511686)
横山 敦郎 北海道大学, 歯学研究科(研究院), 教授 (20210627)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | インプラント / 有限要素法 / 最適化 / 骨質 |
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| 研究実績の概要 |
本年度は，CTデータから有限要素(FE)モデルを構築し、インプラント周囲の骨の歪みを解析した。皮質骨の厚さは約1mm前後、海綿骨のCT値は～950HUまでの値で広く分布していた。インプラントは直径4mm、長さ10mmの円筒形として画像解析ソフトmimics上で位置を決定し、FEメッシュを作成後、CT値により骨質を10段階に分類し、各々についてKeyakの報告に基づいてヤング率を求め、該当する部分の要素に適用した。ポアソン比は一律に0.3とした。作成した要素データを有限要素解析プリポストプロセッサMSC.Marcにインポートして、境界条件を付与した。荷重条件は、垂直荷重、および15°頬側方向からの側方荷重（60N）とした。解析の結果、最大相当歪みは垂直荷重、側方荷重のいずれにおいても、Frostの定書する生理的限界（3000 microstrain）を越えなかった。この解析例における海綿骨の平均的なヤング率は、おおよそ0.6MPa前後と推測されたが、前年度までの最適化の結果に照らし合わせると、垂直荷重ではやや高く、逆に側方荷重ではやや低い値となった。また、最大相当歪みはいずれもインプラント先端部周囲の海綿骨に生じていた。
平成25年度に行った最適化計算の結果と比較すると、今回の結果では、生理的な歪みの値はやや低いにもかかわらず、相当歪みの現れる位置が異なるという、相反する結果となった。これは、最適化計算に用いたモデルの骨の物性が、皮質骨と海綿骨のそれぞれで一定としていたのに対し、今回のCTから作成したモデルでは、骨の物性が部位によって大きくに異なっていたことが原因と考えられる。したがって、広範囲に分布する海綿骨の物性値をどのように評価するかが今後の課題となることが示唆された。今後例数を増やして解析し、検討を加える予定である。
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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
新規購入したソフトウェアの扱いがやや難しく、モデルの作成に時間を要したため、今年度は1例のみの解析にとどまった。
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| 今後の研究の推進方策 |
例数を増やして解析を行い、最適化計算との差異をさらに明確にする。また、臨床応用にあたっては、物性が部位により大きく異なる海綿骨の評価方法を再検討する必要があると考えられた。
単に平均値のみで良いのか、あるいは部位毎に分けて評価する、等の方法を検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
投稿した論文が不採用となり、内容を再検討したうえで再投稿が必要となった。このため、英文校正の費用が必要となった。
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| 次年度使用額の使用計画 |
英文校正の費用として計上予定である。
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