Posted at the Institutional Resources for Unique Collection and Academic Archives at Tokyo Dental College, Available from http://ir.tdc.ac.jp/
Title
№１０：有限要素法およびヒト腰椎を用いた腰椎手術に
おけるスクリュー固定性の解析：Cortical Bone
Trajectory と従来法の比較検討
Author(s)
二宮, 研; 白石, 建; 青山, 龍馬; 海苔, 聡; 穴澤, 卯
圭; 新井, 健; 堀田, 拓; 渡部, 逸央; 阿部, 伸一; 松
永, 智; 吉成, 正雄
Journal
歯科学報, 115(5): 475-475
URL
http://hdl.handle.net/10130/3854
Right
目的：チタンやチタン合金は優れた機械的性質と生 体親和性を有しているため，歯科用インプラント材 料や義歯床用材料として用いられている。しかし， 稀ではあるが，脱離したチタン製インプラントやク ラウン，チタン合金製義歯床に変色が認められたと の報告がある。それらの変色の原因物質として，齲 蝕予防剤に含まれるフッ化物や義歯洗浄剤に含まれ る過酸化物，口腔内微生物の代謝物としての硫化物 が挙げられている。本研究では，純チタンの口腔内 での腐食挙動に及ぼすフッ化物，過酸化物および硫 化物の影響を比較検討した。 方法：試料は鏡面にまで仕上げた純チタン板を用い た。溶液には，０．２％フッ化ナトリウムを含む酸性 生 理 食 塩 水（pH５．０：F 溶 液），酸 性（pH５．０）ま たはアルカリ性（pH１０．０）に調整した０．５％過酸化 水素を含む生理食塩水（AHO 溶液，BHO 溶液）， および２％硫化ナトリウム水溶液（pH１１．３：S 溶 液）を準備した。腐食挙動は各溶液に鏡面研磨した 試料を７日間浸漬する静的浸漬試験により評価し た。浸漬後，試料を溶液より取り出し，蒸留水で洗 浄し色彩計で L*a*b＊ を調べ，色差（ΔE*ab）を算出 した。また，溶液中に溶出チタン濃度を高周波誘導 結合プラズマ発光分光分析法により調べた。 結果および考察：F 溶液に浸漬した試料のΔE*ab 値は約３７であり，溶出したチタン量は１０２μg/cm２ で あった。AHO 溶液および BHO 溶液に浸漬した試 料のΔE*ab 値はともに約３０であった。溶出したチ タン量は，AHO 溶液では０．８μg/cm２ であったが， BHO 溶液では９７．５μg/cm２であった。S 溶液に浸漬 した場合，ΔE*ab 値は約２５で，溶出したチタン量は １．５μg/cm２ であった。これまでの報告で，変色した チタン表面は酸化によって酸化膜の厚みが増大して いることが明らかになっている。これらのことを考 慮すると，F 溶液および BHO 溶液ではチタンの溶 出を伴った腐食であり，過度の酸化の進行によりチ タン表面の不動態被膜の破壊を伴って変色している と考えられる。一方で，AHO 溶液および S 溶液で は，表面からの酸化の進行が酸化膜の厚みを増加さ せ，光の屈折による干渉作用による変色であると考 えられる。 目的：２００９年 Hynes らは腰椎固定術の新しいスク リ ュ ー 刺 入 法（CBT : Cortical Bone Trajectory） を報告した。本法はスクリューの大半が皮質骨内を 通過し，固定強度が高いという論文が散見される。 本研究の目的は，有限要素解析（FEA）およびヒ ト腰椎を用いた力学的試験で CBT の有用性および FEA の妥当性を検証することである。 方 法：患 者３８名（男 性２６名，女 性１２名，平 均６７．６ 才）を対象として，有限要素プログラム（メカニカ ル フ ァ イ ン ダ ー）に て 第５腰 椎 お よ び 直 径５．５ mm のスクリュー（メドトロニック社）の FE モデ ルを作製した。CBT および従来法で挿入したスク リューを３N ずつ引き抜き，Imai らの報告をもと に１個以上の要素が破壊された時点の引き抜き強度 を比較検討した。次に東京歯科大学解剖学講座所蔵 の日本人実習用遺体５体（男性）からヒト腰椎（１０ ％ホルマリン固定）を試料として採取した。この試 料に CBT と従来法で片側ずつスクリューを挿入 し，万能試験機（オートグラフ AG-１２０kN，島津） を用いて１mm/分の速度で引き抜き，そのときの 最大荷重（N）を計測し破断強度とした。さらにそ の FE モデルを作製し，挿入したスクリューを引き 抜き，椎体にかかる外部拘束量の総量が減少に転じ た時の値（N）を破断強度と定義し，力学的試験の 結果と比較検討した。統計には students t-test を用 いた。 結果および考察：FEA による平均引き抜き強度は CBT７８．３±３１．３N，従 来 法４０．９±２４．７N で あ り， CBT が有意に高かった。ヒト腰椎を用いた力学的 試験では CBT５５１．４±２８１．５N，従来法４２７．９±２２４．８ N，FEA では CBT７１６．４±３５６．４N，従来法５９０．２± ３２８．４N といずれも CBT が高かったが有意差を認 めなかった。屍体実験と FEA の破断強度の比は CBT０．７０，従来法０．８０であり，FEA の方が高い傾 向にあった。今回 FEA および屍体腰椎による検証 で，直径５．５mm のスクリューの固定性は CBT が 従来法よりも高く，有用である可能性が示唆され た。ヒト腰椎を用いた FEA の有用性の検討では， 破断強度は FEA の方が力学的試験よりも高く，今 後さらなる検証が必要であると考える。
№９：純チタンの腐食挙動に及ぼす腐食因子の検討
武本真治１）２），原田麗乃１），染屋智子１），田中健介１），木下英明１），服部雅之３），河田英司１） （東歯大・理工）１）（東歯大・口科研）２）（岩手医科大学・医療工学講座）３）№１０：有限要素法およびヒト腰椎を用いた腰椎手術におけるスクリュー固定性の解析：
Cortical Bone Trajectory と従来法の比較検討
二宮 研１），白石 建１），青山龍馬１），海苔 聡１），穴澤卯圭１），新井 健２），堀田 拓１），
渡部逸央１），阿部伸一３），松永 智３），吉成正雄４）（東歯大・市病・整外科）１）
（東歯大・市病・リハビリテーション科）２）（東歯大・解剖）３）（東歯大・口科研）４）
歯科学報 Vol．１１５，No．５（２０１５） ４７５
