変形性膝関節症に対する３Dプリンターを用いた外側ウェッジインソールの開発

• Project/Area Number: 21K18110
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 90150:Medical assistive technology-related
• Research Institution: Josai International University
• Principal Investigator: 大西 忠輔 城西国際大学, 福祉総合学部, 教授 (00720088)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2023: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000); Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2021: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
• Keywords: インソール / 3Dプリンター / 3DCAD / 変形性膝関節症 / 外側ウェッジインソール

Outline of Research at the Start

本研究では主な要介護原因となる変形性膝関節症の治療の主軸である保存療法（リハビリテーション、装具療法、薬物療法）の中でも骨アライメントにアプローチを行う装具療法について着目し，伝統的に治療に使用されている足底装具に対して３Dプリンターを用いた足底装具を開発することを目的としている．また，開発にあたり開発した理学的所見を加えることで，身体特性に対応する装具特性を明らかにすることを目的としている．

Outline of Annual Research Achievements

本研究では主な要介護原因となる変形性膝関節症の治療の主軸である保存療法（リハビリテーション、装具療法、薬物療法）の中でも骨アライメントにアプローチを行う装具療法について着目し、伝統的に治療に使用されている足底装具に対して３Dプリンターを用いた足底装具を開発することを目的としている。また、開発にあたり開発した理学的所見を加えることで、身体特性に対応する装具特性を明らかにすることを目的としている。 2022年度は実際に３Dプリンターを健常者1名に足形のスキャニングを行い、3DCADを利用して、3Dデータを作成することに成功した。また、その際に３Dデータから得られた情報を元に研究課題である３Dプリンターを用いてインソールを作製する必要があるが、
今回の購入したUltimaker社製 UltimakerS5 Pro Bundleの３Dプリンターを用いて熱可塑性樹脂を使用したインソールを実際に作成することができた。試作品であるインソールは健常者1名に1月程度毎日使用していただいた。しかし、1月程度でインソールに亀裂が入り、現在改良を重ねて長期使用に耐えることのできるインソールを開発中である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

今回の購入したUltimaker社製 UltimakerS5 Pro Bundleの３Dプリンターを用いて熱可塑性樹脂を使用したインソールを実際に作成することができたが、長期間の使用に耐えうるインソールに仕上がっていないため、改良を重ねることで時間が掛かっている。

Strategy for Future Research Activity

３Dプリンターを用いて熱可塑性樹脂の種類を変え、耐久性の高いインソールの開発を行う予定である。また、改良されたインソールを健常者（5名程度）に使用していただき、実際に使用に耐えうるものかを検証する予定である。また、3次元動作解析装置を用いて歩行分析を行い、インソールの効果検証を行う予定である。