歯科インプラント周囲の骨治癒を予測するハイブリッドモデル

A Hybrid Model for Predicting Bone Healing around Dental Implants.

• Pei-Ching Kung
• Shih-Shun Chien
• Nien-Ti Tsou

抄録

背景:

歯科用インプラントの骨修復の数値モデルでは、短期的な骨修復過程の影響は一般的に無視されている。本研究では、歯科用インプラントの性能をより正確に予測するために、ハイブリッド2ステップアルゴリズムを提案した。

BACKGROUND: The effect of the short-term bone healing process is typically neglected in numerical models of bone remodeling for dental implants. In this study, a hybrid two-step algorithm was proposed to enable a more accurate prediction for the performance of dental implants.

方法:

まず、メカノレギュレーションアルゴリズムを用いて、短期的な骨治癒過程におけるインプラント周囲の組織分化をシミュレートした。次に、その結果を骨のリモデリングモデルの初期状態とし、長期的な骨の治癒をシミュレートした。このアルゴリズムは3次元有限要素モデルを用いて実装した。

METHODS: A mechano-regulation algorithm was firstly used to simulate the tissue differentiation around a dental implant during the short-term bone healing. Then, the result was used as the initial state of the bone remodeling model to simulate the long-term healing of the bones. The algorithm was implemented by a 3D finite element model.

結果:

現在のハイブリッドモデルは、実験で発見された応力遮蔽効果、高強度の骨結合組織バンド、限界骨喪失などの特徴を再現しています。また、従来の骨再構築モデルで予測されていた骨再構築の位置とインプラントの安定性が予測された。

RESULTS: The current hybrid model reproduced several features which were discovered in the experiments, such as stress shielding effect, high strength bone connective tissue bands, and marginal bone loss. A reasonable location of bone resorptions and the stability of the dental implant is predicted, compared with those predicted by the conventional bone remodeling model.

結論:

ここで開発されたハイブリッドモデルは、歯科用インプラント周辺の骨治癒過程をより正確に予測することができます。インプラント手術前の骨癒合の研究や、歯科インプラントのカスタマイズを支援するために利用することができる。

CONCLUSIONS: The hybrid model developed here predicted bone healing processes around dental implants more accurately. It can be used to study bone healing before implantation surgery and assist in the customization of dental implants.