並列タイトル等Effects of counter electrodes and duty cycle on bone formation by high-frequency electrical stimulation
一般注記骨形成促進に微弱な電流を利用した研究として，これまでに我々は高周波電流刺激により骨欠損内に多量の骨形成が起こったこと，実効電流値は95-110mA より15-30mA が効果的であったこと，能動電極を刺入していない隣接する骨欠損部にも骨形成が生じたことなどを報告した．本研究では，電流が流れる時間の割合であるデューティ比と対極の位置および形態が高周波電流刺激による骨形成に及ぼす影響について検討した．ウィスターラットの頭蓋骨左右に直径4.8mm の骨欠損を作製し，高周波電流を520kHz，4.7W とし，電極と高周波発生装置の間に6240Ω の制限抵抗を介在させて，左側骨欠損にのみ1 秒間，5 回，骨欠損作製日と術後4，7，11 日目に通電した．その際，#20K ファイルを対極とするF 群と，ワイヤ―を内径6 mmの円形にして左側骨欠損を囲むように設置するW 群に分け，各デューティ比を10，30，70%としてF10，F30，F70，W10，W30，W70 群とした．C 群は通電を行わなかった．8 週後にμCT 画像を撮影し硬組織形成率を算出した．また，C群，F10，70 群，W10，70 群は脱灰薄切標本を作製してH-E 染色し，骨基質形成率と左側骨欠損部の正中側骨断端部から1 mm 正中側までの範囲で，骨の厚みを計測した．硬組織形成率は，F10 群右側を除いたすべてのF 群とW 群でC 群より有意(p<0.05)に高い値を示した．骨基質形成率は，C 群に比較してF10 群，F70 群左側，W10 群左側，W70 群では有意(p<0.05)に高い値であった．また骨の厚みはW70 群がF70 群に比べ有意（p<0.05）に大きかった．以上より高周波電流刺激によって骨形成は促進されるが，デューティ比や対極に大きく影響を受けないことが明らかとなった．また，対極を骨欠損周囲に設置すると対極直下の母床骨上にも骨形成が生じることが示された．
High-frequency electrical stimulation has been shown to enhance bone formation in rat calvarial defects. The effects of duty cycle and the position and form of the counter electrode on bone formation were investigated in the present study. Bone defects with a diameter of 4.8 mm were created on the left and right sides of the calvaria of Wistar rats. The specifications of the electrical stimulation device are as follows: frequency, 520 kHz; power, 4.7 W. A current-limiting resistor (6240 Ω) is interposed. The active electrode was placed in the left defect, and a high-frequency electrical stimulus was applied for 1 s and repeated five times on days 0, 4, 7, and 11 postoperatively. The rats were separated into group C (no stimulation), group F10 (counter electrode: #20 K-file, duty cycle: 10%), group F30 (duty cycle: 30%), group F70 (duty cycle: 70%), group W10 (counter electrode: circular wire 6 mm in inner diameter), group W30, and group W70. After 8 weeks, micro-computed tomography images were obtained, and the rate of hard tissue formation was measured. Histological specimens were used to calculate the rate of bone matrix formation and the bone thickness within 1 mm medially from the left bone defect. Stimulated groups showed a significantly higher rate (p < 0.05) of hard tissue formation, except for the right side of group F10. The rate of bone matrix formation was significantly higher (p < 0.05) in the group F10, in the left side of group F70, in the group W70, and the left side of group W10 than in group C. The thickness of the bone was significantly greater (p < 0.05) in group W70 than in group F70. These results suggest that high-frequency electrical stimulation promotes osteogenesis, but is not affected by the duty cycle or the counter electrode.
(主査) 教授 網塚 憲生, 教授 土門 卓文, 准教授 菅谷 勉
歯学研究科（口腔医学専攻）
コレクション（個別）国立国会図書館デジタルコレクション > デジタル化資料 > 博士論文
受理日（W3CDTF）2019-05-06T10:27:56+09:00
連携機関・データベース国立国会図書館 : 国立国会図書館デジタルコレクション