ヒトを含む霊長類下顎骨の力学的特性に関する研究

包括人类在内的灵长类下颌骨力学特性研究

• 批准号: 07740674
• 负责人: 山下 真幸
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Dokkyo Medical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07740674/
• 关键词: 霊長類; 下顎骨; 機能形態; バイオメカニクス; 有限要素法

下顎骨のCT画像(ヒト、チンパンジー、ゴリラ、ニホンザルの4種)から三次元有限要素モデルを構築した。CT画像のスキャン間隔は前頭方向に5mmであったが、この間隔では補間が困難な部位がいくつか存在した。モデル構築に十分なデータを得るためには、2〜3mm間隔でのスキャンが望ましいと思われる。この構築されたモデルを用いて、三次元有限要素法による咀嚼のシミュレーションを行った。有限要素法による計算結果では、顎全体の応力分布は4種ともほぼ共通であることが確かめられた。大臼歯への垂直方向の荷重(=咬合力)をかけると下顎体下縁部に、水平方向の荷重をかけるとオトガイ結合部の舌側面に強い応力が生じた。このような4種共通の応力分布から見て、下顎骨全体はU字型のはりで近似できるようなふるまいをすることが推測される。また、材質別にみると、主として緻密質骨に相当する部分に高い応力がみられ、海綿質骨では緻密質骨に比べて非常に小さい応力しか生じていなかった。よって、通常の咬合力に対しては緻密質骨で対抗していると考えられる。但し、繰り返し荷重や衝撃に対する強さは別に考慮する必要がある。細部の応力分布では若干の種差が見られたが、サイズの違いも考慮すると、違いの有意性を確かめられる程ではなかった。また、今回の分析手法では、種間の違いをもたらした要因を特定するまでには至らなかった。今後、数種および個体数を増やして更に分析を続ける予定である。

根据下颌骨（人类、黑猩猩、大猩猩和日本猕猴）的 CT 图像构建了三维有限元模型。 CT图像的扫描间隔在正面方向为5mm，但在该间隔内存在一些插值困难的区域。为了获得足够的数据用于模型构建，似乎需要以 2-3 毫米的间隔进行扫描。使用这个构建的模型，使用三维有限元方法模拟咀嚼。使用有限元方法的计算结果证实，所有四种类型的整个颚部的应力分布几乎相同。当对磨牙施加垂直载荷（=咬合力）时，下颌体下缘会产生较强的应力，而当施加水平载荷时，在颏交界处的舌侧会产生较强的应力。从这四个物种之间共同的应力分布来看，可以推断整个下颌骨的行为方式可以近似为U形梁。此外，观察每种材料时，主要在与致密骨相对应的部分观察到高应力，与致密骨相比，松质骨中仅出现非常小的应力。因此，人们认为正常的咬合力可以通过致密的骨来抵消。然而，必须单独考虑抵抗重复载荷和冲击的强度。尽管在详细的应力分布中观察到了一些物种差异，但考虑到大小差异，差异不足以证实显着性。此外，这种分析方法无法让我们找出造成物种间差异的因素。未来，我们计划通过增加物种和个体的数量来继续我们的分析。