1992 Fiscal Year Annual Research Report
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02557056
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
金田 清志 北海道大学, 医学部, 教授 (60000957)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渋谷 武宏 日本電子硝子(株), 生体材料開発室, 室長
西村 拓実 東海ゴム工業(株), NT開発室, 室長
但野 茂 北海道大学, 工学部, 教授 (50175444)
石川 博將 北海道大学, 工学部, 教授 (80001212)
浅野 聡 北海道大学, 医学部附属病院, 助手 (00212481)
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| Keywords | 腰椎椎間板 / 人工椎間板 / 人工髄核 / 生体活性セラミックス / 生体適合性高分子材料 |
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| Research Abstract |
1.人工椎間板設計のための基礎データの充実のために、過去2年間の研究に引き続きヒト新鮮屍体L4-5脊椎機能単位および椎間板の力学的特性を調査した。本年度は繰り返し前方屈曲、後方屈曲負荷時の剛性特性を対象した。その結果、全後方要素はL4-5脊椎機能単位の前方屈曲剛性の40〜49%、後方屈曲剛性の36〜74%に関与し、その効果は後方屈曲では高変形領域ほど有意に大きかったが、前方屈曲では変形領域間の差を認めなかった。前方屈曲剛性には棘上・棘間靭帯の関与は少なく、椎間関節と黄色靭帯が屈曲剛性に関与していた。後方屈曲剛性には棘上・棘間靭帯と椎間関節の関与が大きかった。また、屈曲剛性を最小にするような回旋軸の位置は、前方屈曲では椎間板の前方部、後方屈曲では椎間板の後方部に存在した。
2.人工椎間板臨床モデルの構造設計を行い、試作品を製作した。本モデルは半円形状で、可動部のエラストマーは、屍体実験より求めた目標剛性値を満足させるために中央を空洞とした厚さ10mmのリング状で、さらにその最外層を厚さ1.25mmのスキン層とした構造とし、内層材料をヤング率1.0MPa、ボアソン比0.1、スキン部をヤング率14.0MPa、ボアソン比0.4とした。この要求物性を満足する内層材料を得るために、シリコンエラストマーの発泡技術を開発した。
3.A-Wガラスセラミックスとシリコンエラストマーとの接着に用いるシリコン系接着剤の安全性評価を行った。今回度はまず、ラットを使用して、硬化した接着剤の溶出液による急性毒性試験を施行した。すべてのラットは特に問題なく生存し、屠殺後の組織学的検査でも各臓器は正常であった。接着剤の安全性(急性毒性)に問題がないことを確認した。
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[Publications] Satoshi Asano: "The mechanical properties of human L4/5 functional spinal unit during cyclic loading.-The structural effects of the posterior elements-" Spine. 17. 1343-1352 (1992)
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[Publications] Satoshi Asano: "The structural effects of the posterior elements on the mechanical properties of the human lumbar(L4-5) functional spinal unit during cyclic loading." Proceedings of 7th International Conference on Biomedecal Engineering. 237-239 (1992)
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[Publications] 但野 茂: "ヒト腰椎椎間板の剛性特性." 日本機機学会第2回バイオエンジニアリングシンボジウム講演論文集. 920(7). 61-62 (1992)
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[Publications] 但野 茂: "ヒト椎間板と等価な静的剛性値を持つ人工椎間板の構造検討." 日本機械学会論文集. A編58. 1080-1086 (1992)
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[Publications] 但野 茂: "人工椎間板の構造検討." 整形外科バイオメカニクス. 13. 75-79 (1992)
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[Publications] 但野 茂: "ヒト腰椎椎間板の剛性曲線に及ぼす髄核の影響." 日本機械学会第4回バイオエンジニアリング部門学術講演会講演論文集. 920(64). 117-119 (1992)
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[Publications] 但野 茂: "屈曲・伸展時における腰椎椎間板の剛性曲線." 日本機械学会第70期全国大会講演論文集. A. 321-323 (1992)
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[Publications] Shinji Umehara: "The effect of annular injury and nucleotomy on the mechanical properties ofthe human L4/5 intervertebral disc." Proceedings of 7th International Conference on Biomedical Engineering. 234-236 (1992)
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[Publications] Shigeru Tadano: "Structure and materials for a synthetic intervertebral disc." Proceedings of 7th International Conference on Biomedical Engineering. 243-245 (1992)
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[Publications] 浅野 聡: "繰り返し負荷中のヒト腰椎(L4/5)椎間板の剛性特性に及ぼす線維輪損傷と髄核摘出の影響." 整形外科バイオメカニクス. 14. (1992)
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[Publications] 梅原 新司: "前方-後方屈曲時におけるヒトL4-5脊椎機能単位の剛性特性と後方要素の構造効果." 整形外科バイオメカニクス. 14. (1992)
