| Project/Area Number |
22K09437
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 56020:Orthopedics-related
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| Research Institution | National Institute of Health Sciences |
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Principal Investigator |
迫田 秀行 国立医薬品食品衛生研究所, 医療機器部, 主任研究官 (50443099)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菅野 伸彦 大阪大学, 大学院医学系研究科, 寄附講座教授 (70273620)
坂井 孝司 山口大学, 大学院医学系研究科, 教授 (00444539)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 人工関節 / 超高分子量ポリエチレン / 超長寿命 / 耐久性 |
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| Outline of Research at the Start |
人工関節の摺動面に使用される超高分子量ポリエチレン（UHMWPE）コンポーネントを対象に、臨床使用中に発生する材料劣化の有無や程度を評価すると共に、その劣化機構を推定する。得られた知見よりUHMWPEの材料劣化を再現する試験法を開発し、推定された機構の妥当性を検証する。
この研究を通じて、①どのような場合にUHMWPEの材料劣化が生じるのか、②UHMWPEの材料劣化の原因何か、③UHMWPEの材料劣化と損傷の発生や再置換は関連しているのか、の３つの学術的問いに回答を与える。これにより、人生100年時代に応える超長寿命型インプラント材料に必須の要件を見出し、その選定や開発に寄与することを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. 高深度マイクロスラリーエロージョン法の開発と、それを用いた材料劣化の現状調査
これまでに実施した、高深度マイクロスラリーエロージョン法による強度評価において発生していたアーチファクトの原因と、防止方法について検討した。加えて、超高分子量ポリエチレンを対象とする場合には、試験条件の最適化が必要である可能性も明らかになった。これらの課題について、期間内に対応ができなかったことから、新たな試料を用いた調査は行っていない。
2. 材料劣化機構の解明
超高分子量ポリエチレンの赤外分光光度計測定で得られるスペクトルにおいて、超高分子量ポリエチレンの酸化に起因する吸収ピークと、収着した脂質に起因する吸収ピークを分離し、脂質に起因する吸収ピークの面積から脂質指数を定義した。脂質指数は、抜去した超高分子量ポリエチレンブロックからヘキサン還流処理により回収された抽出物の量と相関が見られたことから、脂質指数が超高分子量ポリエチレンに収着した脂質量を示す指標として利用できると考えられた。抜去した超高分子量ポリエチレンコンポーネントの赤外分光光度計による劣化分析において、脂質指数が収着した生体脂質の影響を相殺する手法として利用できることを、現在市販されている様々な改質が施された超高分子量ポリエチレン材料を用いて検証した。
抜去した人工股関節ライナーに適用可能な、簡易的摩耗量推定法を開発し、理論計算を行うと共に、抜去インプラント3例を用いて、その妥当性を検証した。超高分子量ポリエチレンの分析に質量分析イメージングが適用可能か、検討を開始した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
高深度マイクロスラリーエロージョン法の開発が完了していない。
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| Strategy for Future Research Activity |
1. 高深度マイクロスラリーエロージョン法の開発と、それを用いた材料劣化の現状調査
高深度マイクロスラリーエロージョン法の課題について、早急に対応策を検討する。
2. 材料劣化機構の解明
超高分子量ポリエチレンの材料劣化を検出可能な分析法について、検討を進める。
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)
