2016 Fiscal Year Research-status Report
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16K10873
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
原藤 健吾 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (00338089)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
名倉 武雄 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任准教授 (90306746)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 膝蓋大腿関節圧 / 人工膝関節置換術 / 圧センサー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
まず、簡易的な膝蓋大腿関節圧を測定する装置を使用して実験を行った。市販されている人工膝関節（Triathlon、Stryker社製）の膝蓋骨コンポーネントを2つに分割し、その間に薄型の圧センサー（Flexiforce、Nitta社製）を組み込んだ膝蓋大腿関節圧装置を作成した。それを用いてCS（Condyler stabilizing）モデルのインサートを用いて人工膝関節置換術を行ったときに後十字靭帯（PCL）を切除した場合と切除しない場合に膝蓋大腿関節圧がどう変化するかをCadaverを用いて評価した。その結果は2017年のORS（Orthopaedic Research Society）Annual Meetingで発表した。
それと同時に、研究分担者らとともにミーティングを重ね、膝蓋骨を置換しない状態で膝蓋大腿関節圧を測定するために、小型の6軸センサーを組み込んだ大腿骨コンポーネントの作成に着手した。センサーを購入し、人工関節のモデルに若干の変更を加えつつ、第1段階目のプロトタイプを実際に作成し、模擬骨を用いて膝蓋大腿関節圧の測定実験を行った。しかしながら、センサーがインプラントから4mmほどはみだしたため、現在は設計の修正を行っている。更にまた、膝蓋骨を2mm内側に設置した時の膝蓋大腿関節圧の変化を測定するために、2mm中心位置がずれた膝蓋骨コンポーネントの図面を作成した。膝蓋骨コンポーネントとして、円形と楕円形を想定して検討を重ねている。
実際の膝蓋第関節圧に関しては、測定可能であることは確認したが、実際に使用するインプラントと同じ形状にするために更に改良を試みており、試作品が完成予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
膝蓋骨を置換しない状態で膝蓋大腿関節圧を測定するために、小型の6軸センサーを組み込んだ大腿骨コンポーネントの作成を始めたが、現状では進捗状況がやや遅れている。その原因として、第一に予想される膝蓋大腿関節圧に耐えうる強度の6軸センサーを小型化するに時間がかかったことが挙げられる。大腿骨インプラントの内部に組み込むため、センサーを約15mm×15mm×25mmよりも小さく設計しなければならず、この作成に時間を要した。
第二に、作成した６軸センサーをインプラントに取り付ける方法が難しかったことが挙げられる。大腿骨インプラントに強固にセンサーを固定しなければいけなく、そのためにスペース確保が必要であった。プロトタイプは出来上がったが、実際に実験を行うと、インサートのポストの部分にセンサーがはみ出してぶつかることが分かった。センサーの取り付け方法を工夫することでスペースに余裕を持たせることができたため、現在新たな6軸センサー付き大腿骨インプラントの作成をしているところである。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、6軸センサー付き大腿骨インプラントの作成を行う。また、膝蓋骨を2mm内側に設置した時の膝蓋大腿関節圧の変化を測定するために、2mm中心位置がずれた膝蓋骨コンポーネントを作成する。慶應義塾大学解剖学教室のCadaver10膝を用いて、Posterior Stabilizedタイプのインサートを用いて人工膝関節置換術を行った際に、膝蓋骨非置換と膝蓋骨置換、さらに膝蓋骨置換の位置を2mm内側にずらしたときの3つの条件でどのように膝蓋大腿関節圧が変化するのかを測定する。また、大腿骨インプラントや脛骨インプラントの設置位置を変えた時にどのように膝蓋大腿関節圧が影響を受けるのかを測定する。また、より簡便に膝蓋大腿関節圧を測定するために、膝蓋骨インプラントに小型の圧センサーを組み込んだ装置の開発を同時に行ってゆく。得られた結果を海外のOrthopaedic Research Societyなどの基礎学会にて発表を行ってゆく。
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| Causes of Carryover |
膝蓋大腿圧を測定するためのセンサー付き大腿コンポーネントを作成したが、インサートと干渉するという不具合が生じたため、修正を行っている。その為に使用額の繰越が必要となった。また、現在ある膝蓋骨コンポーネント圧センサーは精度が悪く滅菌仕様になっていない。これを今年度に改良してゆくため、膝蓋骨コンポーネントに滅菌対応の１軸の小型圧センサーを装着する予定である。これの作成にも費用が発生する。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
センサー付き大腿骨コンポーネントの修正費用、センサー付き膝蓋骨コンポーネント作成のため更に費用がかかる見込みである。また、センサーに変更が必要になった際には費用が生じ、更に学会発表や論文作成に関わる費用を使用予定である。
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