歯科インプラントにおける造成骨再生状態モニタリングの光音響計測装置の開発

本研究では,光音響法を用いた造成骨再生状態のリアルタイムモニタリングを行う計測システムを,「非接触・無侵襲・in vivo」で確立することを目的とする.一般的な光音響計測では,光波で試料内に音響波を励起し,その音響波信号を試料表面に貼付した圧電素子で検出する.しかし本システムでは,サンプルを伝播した音響波信号をマイケルソン光波干渉計で検出することにより,「高感度・非接触」型を実現している.前年度の研究実績報告書に示したように,GBR法を模擬した造成骨ファントムを使用するに伴い,ブタ顎骨の構造および物性値(弾性率など),さらにはブタ歯周組織(歯牙・歯根膜・歯槽骨)の変位・変形挙動を測定する必要が生じた.そこで数日前に屠殺された比較的新鮮なブタの頭蓋骨を準備し,その頭蓋骨の下顎骨から歯周組織の薄片を取り出した.そして,咬合時におけるブタの歯周組織の変位・変形挙動をデジタル画像相関法により可視化することに成功した.その結果,咬合時においては,歯根膜→歯槽骨→歯牙の順で変形すること,また回復時の挙動から,歯牙・歯槽骨は巨視的な観点においては線形弾性体として考えられ,歯根膜は粘弾性特性が非常に大きいことを実験力学的な見地から明らかにした。その結果を踏まえ,前年度に確立した光音響計測システムにて,ブタ顎骨によりGBR法を模擬した造成骨ファントムを計測し,本課題が提案した手法が,非接触・無侵襲・in vtvoでGBR法による骨の再生状態を評価できることを示した.

本研究では,光音響法を用いた造成骨再生状態のリアルタイムモニタリングを行う計測システムを,「非接触・無侵襲・in vivo」で確立することを目的とする.一般的な光音響計測では,光波で試料内に音響波を励起し,その音響波信号を試料表面に貼付した圧電素子で検出する.しかし本システムでは,サンプルを伝播した音響波信号をマイケルソン光波干渉計で検出することにより,「高感度・非接触」型を実現している.前年度の研究実績報告書に示したように,GBR法を模擬した造成骨ファントムを使用するに伴い,ブタ顎骨の構造および物性値(弾性率など),さらにはブタ歯周組織(歯牙・歯根膜・歯槽骨)の変位・変形挙動を測定する必要が生じた.そこで数日前に屠殺された比較的新鮮なブタの頭蓋骨を準備し,その頭蓋骨の下顎骨から歯周組織の薄片を取り出した.そして,咬合時におけるブタの歯周組織の変位・変形挙動をデジタル画像相関法により可視化することに成功した.その結果,咬合時においては,歯根膜→歯槽骨→歯牙の順で変形すること,また回復時の挙動から,歯牙・歯槽骨は巨視的な観点においては線形弾性体として考えられ,歯根膜は粘弾性特性が非常に大きいことを実験力学的な見地から明らかにした。その結果を踏まえ,前年度に確立した光音響計測システムにて,ブタ顎骨によりGBR法を模擬した造成骨ファントムを計測し,本課題が提案した手法が,非接触・無侵襲・in vtvoでGBR法による骨の再生状態を評価できることを示した.