2000 Fiscal Year Annual Research Report
脛骨関節軟骨および軟骨下骨の力学的特性評価に関する研究
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11650110
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
坂本 信 新潟大学, 医学部, 教授 (80215657)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
遠藤 直人 新潟大学, 医学部, 教授 (10251810)
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| Keywords | 生体力学 / 材料力学 / 軟骨 / 皮質骨 / 押し込み試験 / 超音波 / 弾性率 / 微小硬さ |
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| Research Abstract |
長寿化社会が進むに伴い,変形性膝関節症の増加傾向が整形外科では大きな問題となっている.変形性膝関節症の発生機序や障害の進行過程には不明なことが多く,特に膝関節周辺の力学的環境が関節症に及ぼす影響が重要であると考えられている.これまでの膝関節に関する生体力学的研究では,関節軟骨および軟骨下骨単体について独立に扱われた研究が多く,軟骨下骨の直接的な検討や軟骨と下骨との相互作用について調べた例は見当たらない.そこで本研究では,ヒト脛骨関節について,その関節軟骨と軟骨下骨の力学的特性について明らかにすることを主な目的として平成11年度から行っている.
平成12年度では,関節軟骨については,ニードル法によって軟骨の厚さ分布を測定するとともに,自作した押し込み試験機および微小試験片による強度試験装置を用いて,軟骨の力学的特性を明らかにした.軟骨下骨については,走査型超音波顕微鏡,微小硬度計および微小試験片による強度試験装置により,骨の弾性率分布と強度分布を求める手法を開発した.また,最近開発されたpQCTを併用することによって,下骨の形状と骨密度を明らかにした.
変形性膝関節症患者から摘出した6例のヒト脛骨関節を対象に上記の方法を用いて軟骨および下骨を対象に検討を行った結果,以下のようなことが明らかとなった.1.軟骨が損傷している部位では,軟骨および軟骨下骨の弾性率は高くなる傾向が確認された.2.軟骨損傷が進行するに従い,軟骨下骨の荷重分担が増加し,下骨の骨密度,弾性率および破壊強度は増加する.3.変形性膝関節症患者の関節近傍組織には,膝関節アライメント変化の影響が大きいことが示唆された.以上の結果については平成12年度の国内雑誌,学会および国際会議等で公表するとともに,平成13年度の国際会議等で発表予定である.
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[Publications] 坂本信: "The Relationship Between Microhardness and Bending Strength of Bovine Cortical Bone"12^<th> Conference of the European Society of Biomechanics. 12. 33 (2000)
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[Publications] 坂本信: "皮質骨の微小硬さと力学的引張り特性との関係"日本臨床バイオメカニクス学会誌. 21. 401-406 (2000)
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[Publications] 高橋光: "pQCTを利用したwhole boneの力学的特性評価"日本臨床バイオメカニクス学会誌. 21. 409-414 (2000)
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[Publications] 坂本信: "ウシ皮質骨の微小硬さと引張り特性との関係"日本機械学会2000年度年次大会・講演論文集. 00-1. 415-416 (2000)
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[Publications] 坂本信: "硬組織の微小硬さによる局所弾性率の評価"第27回日本臨床バイオメカニクス学会・講演論文集. 27. 206 (2000)
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[Publications] 坂本信: "微小硬さ試験を用いた皮質骨の弾性率の測定"第50回理論応用力学講演会・講演論文集. 00-35. 139-140 (2001)
