骨コラーゲンの質的要素を考慮した有限要素解析による骨強度測定法の確立

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K10886
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 松浦 佑介 千葉大学, 医学部附属病院, 助教 (60638336)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 崇根 千葉大学, 大学院医学研究院, 助教 (30513072) ; 大鳥 精司 千葉大学, 大学院医学研究院, 教授 (40361430) ; 國吉 一樹 千葉大学, 大学院医学研究院, 准教授 (40375788)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 骨強度 / 新鮮凍結屍体 / ペントシジン

Outline of Annual Research Achievements

新鮮凍結屍体8体（男性4体　女性4体、平均年齢86.1歳）の上腕骨頭の海綿骨を常温にて解凍し、直径10mmの円柱状に30検体を採取した。採取した検体の重量、高さを測定し、体積を計算したのち、ファントムとともにCT像を撮影した。撮影したCT－DICOMデータはMechanical Finder(計算力学研究、東京)を用いてHounsfield Unit値を抽出し、検体のvolumetric Bone Mineral Density(vBMD)を計測した。円柱状の検体をオートグラフAG-20kN Xplus, load cell: 5kN (Shimadzu, Kyoto, Japan)を用いて力－変位曲線を求め、さらに検体の断面積、高さより応力－ひずみ曲線を作成し、0.2％耐力を降伏応力とした。また、降伏応力の20％から80％までの応力－ひずみ曲線の傾きをヤング率と規定し、計測した。【結果】検体の重量、体積、骨密度実測値はそれぞれ平均（SD）0.560（0.199）g, 786.1(140.4)mm3、であった。Hounsfield Unit値は4.52（1.37）で、骨密度値は0.070（0.024）g/cm3 であった。Young's率、降伏応力はそれぞれ平均（SD）10.91(10.38)MPa、0.980(0.932)MPaであった。Young率（E)ならびに降伏応力(ρ)と骨密度(σ)の関係はそれぞれρ= 3597.1σ2.2944（r=0.721）、ρ= 372.78σ2.3728（0.766）であり相関関係を認めた。
Young率（E)ならびに降伏応力(ρ)と骨密度(σ)の関係は過去のKellar等による計算式とおおよそ同様の値を示した。現在、各検体のペントシジン濃度を計測中である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

新鮮凍結屍体より適切に検体を採取でき、力学試験も過去の報告と同様の値を示していたことより、ここまでの研究結果は想定されたとおりである。しかし、検体の生化学検査の評価が終了しておらず、関係性を見出すには至っていない

Strategy for Future Research Activity

まずは、ペントシジン濃度の評価が終了し次第、Young率（E)、ペントシジン濃度、ならびに降伏応力(ρ)と骨密度(σ)の関係式を作成する。そこで相関関係が確立された段階で、臨床に応用すべくペントシジンの血中濃度と骨中濃度の評価を進めると同時に、ラットを用いた基礎的なデータ収集を進める

Causes of Carryover

生化学試験に要する費用がまだ執行されていないため
動物試験に使用する費用が執行されていないため

Expenditure Plan for Carryover Budget

現在進行している結果がで次第、次の段階の研究を始める方針