高周波振動刺激と低出力超音波パルス刺激の併用による骨形成促進相乗効果に関する検討

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K11581
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 神田 佳明 東北大学, 歯学研究科, 大学院非常勤講師 (00709123)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小川 徹 東北大学, 歯学研究科, 准教授 (50372321) ; 松舘 芳樹 東北大学, 歯学研究科, 助教 (40755170) ; 佐々木 啓一 東北大学, 歯学研究科, 教授 (30178644)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: インプラント / 高周波振動刺激 / 超音波パルス / オッセオインテグレーション

Outline of Annual Research Achievements

低強度・高周波振動刺激（Low Magnitude and High Frequency Loading : LMHF Loading）および低出力 超音波パルス刺激（Low intensity pulsed ultrasound : LIPUS）の持つメカノバイオロジカルな骨形成 促進効果に着目，非侵襲的，薬剤非依存的なインプラント周囲骨造成術の基盤確立を目的とする．本研究は，LMHF loadingおよびLIPUS二つの異なる物理的刺激の併用によるインプラント周囲骨形成促進効果の最適化について，小型実験動物モデルさらに高次実験動物モデルを用いた集約的検討を行い，確実・安全なインプラント治療の確立に向けたトランスレーショナルリサーチを展開し、インプラント補綴への応用における必要十分条件を解明・把握し，確実性・予見性の高いインプラント治療への論理的な基盤確立を最終目的とする．
今年度は，ラット脛骨インプラント埋入モデル（wisterラット脛骨-デンタルインプラント）を用いて，コントロール群，LMHF群，LIPUS群および併用(LMHF+LIPUS)群を設定し，それぞれのインプラント周囲骨への影響について比較検討を行った．インプラントオッセオインテグレーションの進行度についてはOstellを用いてISQ値を測定した。インプラント周囲骨へのそれぞれの効果，さらにはその併用効果については，インプラント除去トルク試験やμCT，組織学的・組織形態学的検討を行った．μCT解析の結果において，インプラント周囲骨の海綿骨領域において，併用群で骨密度が高値を示す傾向が認められた。また，イヌ下顎骨を用いた実験においても，海綿骨領域の骨密度は，LMHF群がコントロール群と比べ高い値を示した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究計画通り，今年度は昨年度に遂行した動物実験モデル、ラット脛骨インプラント埋入モデル（wisterラット脛骨-デンタルインプラント）の分析を行った．インプラントオッセオ
インテグレーションの物理的強度の評価として除去トルク試験，また周囲骨の形態学的な評価として対側脛骨をμCT画像解析および組織形態学的評価（インプラント-骨接触率やインプラント周囲骨密度）を行った．μCT画像解析では，インプラント周囲皮質骨及び海綿骨内に設定したROIの相対グレイ値（水=0，インプラント=100）により石灰化度を評価した．また，イヌ下顎骨（ビーグル犬）を用いた実験を遂行した．インプラントオッセオインテグレーションの進行度についてOstellを用いてISQ値を1回/週、測定した。埋入後 2週および 8週にて屠殺し，インプラント周囲骨の形態学的な評価としてμCT画像解析および組織・組織形態学な評価を行っており，現在，解析中である．

Strategy for Future Research Activity

H30年度は，μCT画像解析（骨構造の三次元的評価）および組織資料作製（非脱灰標本，Villanueva Goldner染色）、組織形態学的評価(骨-インプラント接触率(BIC)，インプラント周囲骨全体・皮質骨・海綿骨の骨密度(BF)など)を早期に完了し，LMHFとLIPUSそれぞれ単独での効果、さらにはLMHF+LIPUSの相乗効果について明らかにする。得られた実験データについて統計解析を行う。
必要に応じて，同動物実験モデルにて，追加実験を行う．

Causes of Carryover

（理由）
次年度使用額は，当初計画していた今年度の実験が効率的に進行したことに伴う発生した未使用額であり，平成３０年度の研究遂行により使用する予定である。
（使用計画）
平成３０年度の使用予定としては，追加の動物実験，データ解析および論文制作にかかわる経費，また研究打ち合わせおよび研究成果発表旅費としても使用予定である．