迅速に骨接合する歯科矯正用骨膜下アンカレッジデバイスの開発

开发用于正畸的骨膜下支抗装置，可快速连接到骨骼

基本信息

批准号：
15J06344
负责人：
上園将慶
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Tokyo Medical and Dental University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年は昨年度に立案した新規形状に関して、1.デバイス設計の健常性および、2.デバイスと骨の接合強度の検討を行った後、3.前臨床試験を行った。1. 検討には有限要素解析を用いた。新規デバイスの三次元メッシュモデルを作製し、規定方向、荷重下における三次元モデルの最大主応力分布の計算を行って、デバイス各部位に過度な応力集中がないか検討した。応力集中部位があった場合には、厚みや曲率を変更して、臨床での使用上、デバイスの破壊が生じないよう改変した。2. 検討には引き続き有限要素解析を用いた。1.の実験を通じ、改変したデバイスが皮質骨および海綿骨から構成される骨に植立されている三次元メッシュモデルを作製し、臨床で想定される大きさ、方向の荷重下で皮質骨および海綿骨に生じるvon Mises応力分布の計算を行って、デバイスと骨の接合強度の推定を行った。当初は骨表面５ mm四方程度に密着するようなデバイス形状を想定していたが、詳細な解析を行った結果、大きさに選択の余地があることが明らかとなった。上記までの研究によって最適化された形状の試作デバイスをTi6Al4V合金で作製し、ドライベンチテストを行った。試作デバイスを厚さ1.0 mmの模擬皮質骨に設置し、対照群は既承認の歯科矯正用骨接合デバイスとした。試験の結果、設置時に皮質骨に生じたdefused damage areaは小さかったが、骨接合強度は既承認品と同程度であった。3. 試作デバイスをマイクロミニピッグの顎骨に設置し、マイクロCT画像の観察、除去試験を行った。手術から4週間後に検体を周囲の骨と一塊に摘出し、評価を行った所、CT画像では、デバイスの上面および中空部での新生骨形成が認められ、除去試験では想定内の方法でデバイスの完全な除去が可能であった。

今年，针对去年提出的新形状，我们检查了1.设备设计的健全性，2.设备与骨骼之间的结合强度，以及3.进行了临床前测试。 1.本研究采用有限元分析方法。建立新装置的三维网格模型，并计算该三维模型在指定方向和载荷作用下的最大主应力分布，以检验装置各部分是否存在过度的应力集中。如果存在应力集中区域，则改变厚度或曲率，使得装置在临床使用过程中不会破裂。 2. 我们继续使用有限元分析进行研究。通过1.中描述的实验，我们创建了一个三维网格模型，其中将修改后的装置植入由皮质骨和松质骨组成的骨骼中，计算松质骨中产生的von Mises应力分布以估计结合强度。设备和骨骼之间。最初，我们设想了一种能够紧密贴合 5 毫米方骨表面的装置形状，但经过详细分析后，我们发现尺寸上还有选择的余地。采用Ti6Al4V合金制作了经过上述研究优化后形状的原型器件，并进行了干台试验。将原型装置放置在1.0毫米厚的模拟皮质骨中，对照组是经批准的正畸接骨装置。测试结果显示，安装过程中皮质骨发生的消融损伤面积较小，但骨结合强度与批准产品相当。 3.将原型装置安装在微型猪的颌骨中，观察显微CT图像并进行去除试验。手术后 4 周，将标本与周围骨骼一起取出，CT 图像显示装置上表面和中空部分有新骨形成，取出测试表明装置以预期方式取出。完全去除是可能的。