1999 Fiscal Year Annual Research Report
繰り返し荷重による前十字靭帯再建膝の力学的特性の変化に関する塑性力学的研究
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10671336
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
山中 正紀 北海道大学, 医療技術短期大学部, 講師 (40166757)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
和田 龍彦 北海道大学, 医療技術短期大学部, 教授 (90002112)
安田 和則 北海道大学, 医学部, 教授 (20166507)
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| Keywords | ACL再建術 / 生体力学的特性 / 動的(繰り返し)荷重 / 繰り返し引っ張り試験 |
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| Research Abstract |
(1)臨床において行われている各種膝(ACL)前十字靭帯再建手技で再建した大腿骨-移植材料-脛骨(FGT)複合体について動的(繰り返し)荷重が複合体の生体力学的特性に与える効果とその差異および塑性変化を明らかにすることを目的とし、今年度は動的(繰り返し)荷重が、その生体力学的特性に与える効果とその差異を明らかにした。前年度と同様に豚の膝関節、膝蓋腱および深指屈筋腱を採取し(n=20)、同様の手技を行い、4種類の再建膝モデル(各群n=5)を作成した。
(2)前年度と同様の計測システムを用い、80Nの初期張力をかけた後2mmの動的(繰り返し)荷重(12cycle/分)を5000回与え、大腿骨-移植腱-脛骨複合体の荷重・変形挙動を経時的に記録し、解析した。
(3)各標本について動的(繰り返し)荷重を与えた後、前年度と同様の引っ張り試験を行い、生体力学的特性を測定した。
(4)繰り返し引っ張り試験では全ての群において極大値および極小値ともに1000回で有意に減少し、それ以後はほぼ一定であった。極大値は5000回目で各群間に有意差を認め、膝蓋腱(BTB)をinterference screwで固定したA群が他群より有意な高値を示した。また、極小値は5000回目で移植材料にBTBを用いたA、B群は屈筋腱を用いたC、D群よりも有意に高い値を示した。
(5)静的引っ張り破断試験では全ての群で動的荷重により初期スティフネスが有意に低下し、A群はその他の群より有意に高い値を示した。線形スティフネスおよび破壊荷重は全ての群で動的荷重の影響を認めなかった。破壊荷重および線形スティフネスは動的荷重の有意な効果を認めなかった。
(6)以上の結果は動的荷重によりFGT複合体の動的応答張力は経時的に変化し、その変化の程度は移植材料と固定器具の組み合わせにより大きく異なること、および5000回の2mmの動的荷重はFGT複合体の強度を低下させないことを示した。
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[Publications] Masanori Yamanaka: "The effect of cyclic displacement on the biomechanical characteristics of anterior cruciate ligament reconstructions"The American Journal of Sports Medicine. 27.6. 772-777 (1999)
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[Publications] Hideaki Nakano: "Interference screw fixation of double flexor tendon graft in anterior cruciate ligament reconstruction-biomechanical evaluation with cyclic elongations"Clinical Biomechanics. 15. 188-195 (2000)
