最適化手法を用いたストレスシールディング低減ステムの内部構造設計

• Project/Area Number: 24K17192
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 18030:Design engineering-related
• Research Institution: Shimane University
• Principal Investigator: 沓掛 あすか 島根大学, 学術研究院理工学系, 助教 (30967641)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2026: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2024: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: 人工股関節 / 最適化 / ストレスシールディング / 剛性制御

Outline of Research at the Start

インプラント周りの骨が消失（骨吸収）するストレスシールディング（応力遮蔽）の原因は，金属製インプラントの剛性が周囲の骨の剛性よりも高いためと言われている．人工股関節のステム断面形状（断面二次モーメント）を制御し，患者の大腿骨形状に起因する断面二次モーメント分布や骨密度に起因する骨のヤング率分布に合わせた剛性分布をもつカスタムメイドステムを，最適化手法を用いて設計する．