研究課題
基盤研究(C)
本課題の目的は，有床義歯もしくはインプラントによる欠損補綴治療後における歯周組織と顎骨に生じるメカニカルストレスを患者ごとに分析し，最適な補綴治療の立案を行うための基盤的情報を得ることである．伝達メカニズムを組織内部の生体歪みと応力を基に解明し，これを臨床診断に活用することにより，顎口腔の機能保全と，個々の患者の将来を見据えた補綴治療の基盤とする．被験者の顎堤と歯列形態をエックス線CTデータおよび診断用模型から採取し，個別の力学モデルを構築した．咬合接触部位と咬合接触圧をそれぞれのモデルに代入し，歯根膜，顎骨，粘膜内部の微小歪みと応力の分布を分析した．顎堤の吸収度と治療方法ごとに各口腔内組織の損傷リスクを推定し，この結果を基に被験者ごとの適切な補綴設計を導くためのプロセスについて検討を進めている．患者ごとに算出された各組織の微小応力と歪みを，それぞれの許容限界と照らし合わせることにより，個体差に左右されない組織損傷と材料破損のリスクが判定し，さらに補綴治療の方法の違いによるリスクを比較する．これにより，ある患者において有床義歯を適用した場合の最適な設計と治療後のリスクを，インプラント補綴を選択した場合のリスクと同一の判断基準を基に比較検討できる．本課題ではその方法論を検証し，臨床応用へのプロセスを確立する．一方で，被験者個々のモデルに計測した咬合力を代入し，各部に生じる応力と歪みの分布を算出し，歪み量を基に各組織内部を数段階のレベルで分類して区域分けし，高いレベルの部位と低いレベルの部位が，それぞれの組織中のどの領域に位置しているかを統計的に解明する試みを行っている．本課題により，メカニカルストレスの制御を基本とする補綴治療の診断と設計のプロセスが確立され，個々の患者に最も適した治療方法の選択と補綴設計の実践という形で具現化されることが期待される．
2: おおむね順調に進展している
メカニカルストレスの解析に関して，被験者個々のモデルに計測した咬合力を代入し，各部に生じる応力と歪みの分布を算出することには一定の成果が得られた．歪み量を基に各組織内部を数段階のレベルで分類して区域分けし，高いレベルの部位と低いレベルの部位が，それぞれの組織中のどの領域に位置しているかを統計的に解明する技術についても，とくに義歯とインプラントの材料内部と表面について分析を行っているが，症例数を確保するのが大きな課題である．個人差の大きな応力分布の結果を受けて，これらから得られた結果をどのように一般性のある知見に結びつけるのかが課題である．データは横断的であるが，被験者の抽出と分析項目の絞り込みを徹底して行うことにより，目的とする分析を高い精度で行う予定である．
初年度に得られたデータを基に，その分析と総括を進める予定である．これによって顎堤の吸収度と咬合力のレベルなどの臨床的な因子が補綴方法と関連があるかを明らかにする．つぎに，組織ごとの微小応力と歪みを，各部の許容範囲と対照し，個体差に左右されない組織損傷と材料破損のリスクを判定する．さらに，有床義歯またはインプラントを適用した場合のそれぞれの最適な設計と治療後のリスクを，同一の判断基準を基に比較検討する．これにより，被験者ごとに最適な補綴設計を導くためのプロセスについて試作的システムの構築を検討する．課題の遂行は代表者が責任を持って行うが，モデルの構築とデータの解析は科学研究費への応募資格を有しない大学院生複数との共同作業を実施している．研究の進行においては，複雑で高度な被験者個々の力学モデルによる演算が困難となることも多い．今後は工学分野の専門知識を有する研究者とのヒアリングと情報交換など，適切な措置により対処する予定である．本課題により，メカニカルストレスの制御を基本とする補綴治療の診断と設計のプロセスが確立されることが期待できる．この臨床応用により，補綴治療後の新しい咬合力伝達のメカニズムによって生じる荷重負担を最小限に抑制しすることが可能になり，許容範囲を超える応力と歪みが口腔内組織に生じるのを未然に防ぐことを目指した補綴治療は，個々の患者に最も適した治療方法の選択と補綴設計の実践という形で具現化されることが期待される．歯を喪失しても口腔の機能と形態を長く維持するためには，個々の患者が最も自分に適した補綴方法を受け，咬合力が口腔内の各部に健全な形で配分されることが最も大切である．本課題はそのための重要な基盤的研究となるよう，さらに推進するものである．
歯と顎骨，粘膜などを包括する大きな規模の生体モデルの分析を行い，そのデータを処理するため，画像変換ソフトウェアプログラムを新たに導入する予定である．その他の消耗品の多くは咬合力測定システムの感圧シート，診断用模型製作のための材料，およびデータ記録用のメディアに充てられる予定である．また，旅費は学会での研究成果発表に使用し，謝金は論文の英文校正に充てる．すべての予算は本課題の遂行以外の目的で使用されることはなく，消耗品はすべて本課題の遂行に直結するものである．
すべて 2013 2012
すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (3件)
Biomechanics and Modeling in Mechanobiology
巻: 12(2) ページ: 325-333
10.1007/s10237-012-0401-z
Operative Dentistry
巻: 38(3) ページ: 309-315
10.2341/12-233-L
International Journal of Prosthodontics
巻: 26(1) ページ: 45-50
The Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials
巻: 20 ページ: 98-104
10.1016/j.jmbbm.2012.12.011.
巻: 21 ページ: 67-76
10.1016/j.jmbbm.2013.01.021.
