| Project/Area Number |
07771134
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Field |
Orthopaedic surgery
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
庄野 泰弘 北海道大学, 医学部, 助手 (80261288)
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| Project Period (FY) |
1995
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 1995)
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| Budget Amount *help |
¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 1995: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | Spinal Instrumentation / 生体力学 / 初期強度 / 疲労強度 |
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| Research Abstract |
Spinal instrumentationの発展は、脊柱再建において再建後脊柱に力学的安定性と即時固定性を付加する事を可能ならしめ、患者の術後臥床期間の短縮、社会生活への早期復帰を促進し多大な恩恵を社会に与えた。しかし、spinal instrumentationの開発コンセプトは多様化しており、多機種が市場に氾濫していることと相まって、病態に適したimplant選択に混乱を与えかねない情勢となりつつある。本研究の目的は、posterior pedicle screw instrumentationにおけるrigid type、semi-rigld type、およびflexible typeを使用し生体力学的特性を比較検討することにある。
ポリエチレン製人工椎体に各implantを装着し荷重負荷試験機に装着後、静的負荷をimplantが破断するまで加えた。Rigid typeの破断強度は約1200N、semi-rigid typeは約600N、flexible typeは約200Nと3群間の破断強度には有意差(p<0.001)を認めた。各implantに、600Nの荷重を5Hzの頻度で最大100万サイクル負荷したところ、rigid typeは約80万サイクル、semi-rigid typeは約60万サイクル、flexible typeは約10万サイクルで破断を生じ、3群間の疲労強度に有意差(p<0.001)を認めた。段階的不安定化を施した新鮮屍体仔牛腰椎を用いた実験では、rigidなsystemほど非固定椎間へ与える影響が大きかった(p<0.05)。
以上の結果から、従来より定説となっていたsemi-rigid、flexible typeのimplantは、junctionでのmicromotionを許容し疲労強度を向上するという概念は完全に否定された。Semi-rigid、flexible typeのimplantは、初期強度も弱く、疲労耐性も低く、臨床的に強固な固定を目的とした脊柱再建術への使用は危険である考えられた。本研究は、氾濫するsemi-rigid、flexible typeのimplantの力学的脆弱性を示し、同implant使用に際しての危険性について明らかにした。
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