再建した顎骨の「骨質」を多面的に調べる手法の確立へ ―3D画像と光の分析で、微細構造と成分を解明―

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2026-10-14 東北大学

東北大学大学院歯学研究科の研究チームは、患者自身の骨を移植して再建した顎骨について、骨の微細構造と化学成分を組み合わせて評価する手法の実現可能性を示した。従来、再建骨の評価は骨密度が中心であり、骨の強度にも関わる「骨質」を詳しく調べることは困難だった。研究では、自家腸骨海綿骨細片(PCBM)を用いて顎骨を再建した患者9名から、術後6か月に採取した骨を対象に、X線マイクロCTによる三次元構造解析とラマン分光法による成分分析を実施した。その結果、全例で成熟した層板骨を伴う新しい骨の形成が確認された一方、微細構造や成分には患者ごとの違いが認められた。本手法は、骨密度だけでは捉えにくい再建骨の特徴を多面的に把握するもので、将来的には患者ごとの骨の状態に応じた治療計画や治療時期の判断、再建骨の強度評価の改善に役立つ可能性がある。ただし、今回の研究は9例を対象とした手法の実現可能性の検討であり、骨強度や治療成績を直接予測できることが確立されたわけではない。

再建した顎骨の「骨質」を多面的に調べる手法の確立へ ―3D画像と光の分析で、微細構造と成分を解明―
図1. 患者から採取した再生骨と測定部位 骨の表層(赤)と深部(青)をレーザー光で測定しました。実体顕微鏡像では、表層と深部で異なる骨表面の構造が観察されました。

<関連情報>

微粒子状海綿骨および骨髄で再生されたヒト顎骨のマイクロCTおよびラマン分光法による特性評価の実現可能性 Feasibility of micro-CT and Raman spectroscopic characterization of human jaw bone regenerated with particulate cancellous bone and marrow

Yuta Yanagisawa, Shinki Koyama, Hiromitsu Morishima, Shinnosuke Nogami & Kensuke Yamauchi
Scientific Reports  Published:27 September 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-026-72366-5  Early provide

Abstract

Jaw reconstruction using autogenous particulate cancellous bone and marrow (PCBM) is widely performed; however, objectively evaluating regenerated bone quality remains challenging because conventional assessments rely on density-based imaging. In this retrospective study, we characterized PCBM-regenerated jaw bone using micro-computed tomography (micro-CT) and Raman spectroscopy. Bone samples were obtained from nine patients during implant placement 6 months after PCBM transplantation. Micro-CT quantified trabecular microarchitecture, including bone volume fraction, trabecular bone thickness, trabecular number, and trabecular separation. Raman spectroscopy assessed the mineral- and matrix-related compositional parameters, including the mineral-to-matrix ratio, carbonate-to-phosphate ratio, and apatite crystallinity. No statistically significant differences in microstructural or Raman-derived parameters were observed between PCBM grafts covered with skin flaps and those covered with gingival mucosa. Similarly, no significant differences were observed between male and female patients. Histological analysis demonstrated newly formed lamellar bone in all specimens. These findings demonstrate the feasibility of using micro-CT, Raman spectroscopy, and histological evaluation for multimodal characterization of PCBM-regenerated jaw bone. The specimens showed interindividual structural and compositional variability. Further studies in larger, controlled cohorts are needed to determine the clinical significance of this variability.

医療・健康
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