2019 Fiscal Year Annual Research Report
Integrated Study on the Biomechanical Factors of Distal Radius Fracture
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17K06047
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
プラムディタ ジョナス 日本大学, 工学部, 准教授 (50615458)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田邊 裕治 新潟大学, 自然科学系, 教授 (60143020)
依田 拓也 新潟大学, 医歯学総合研究科, 特任助教 (60769454)
小林 公一 新潟大学, 医歯学系, 教授 (70296317)
坂本 信 新潟大学, 医歯学系, 教授 (80215657)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 橈骨遠位端骨折 / 骨折形態 / 有限要素解析 / 荷重特性 / 力学試験 / 破壊モデル / 妥当性評価 / パラメータスタディ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，橈骨遠位端骨折における骨折形態の多様化の発生要因を解明するために，手首有限要素モデルを構築し，これに骨組織の力学試験結果に基づいて同定した破壊モデルを導入し，橈骨遠位端骨折を再現できる解析手法を新たに確立することを目的とした．2017年度では，手首有限要素モデルの構築，転倒事故を模擬する解析手法の確立およびウシ骨の力学試験法の確立を行った．2018年度では，構築した手首有限要素モデルを用いた荷重条件および材料特性の影響の調査，手首有限要素モデルの妥当性検証のための再現解析およびウシ皮質骨の力学試験および試験片モデルによる力学試験再現解析を実施した．2019年度では，力学試験再現解析による破壊モデルの確立，手首有限要素モデルに破壊モデルの導入およびパラメータスタディによる骨折形態の再現を実施し，以下の成果を得ることができた．
１．引張，圧縮およびせん断試験で用いた骨試験片と同様の形状をもった試験片有限要素モデルを構築し，これらを用いて各試験の再現解析を行うことにより，破断閾値を求めることができた．また，静的および動的曲げ試験の再現解析により曲げ応力条件下における破断閾値の有用性も確認することができた．
２．上記の破壊モデルを手首有限要素モデルに導入するために，先行研究を参考にして骨密度およびヤング率の分布に対応できる破断閾値の適正化を実施した．これにより，CT値に基づいて構築した不均一材料をもった手首有限要素モデルにおいて，骨密度が低い領域の早期破壊を回避することができた．
３．手首有限要素モデルを用いて手首の伸展角，負荷方向，荷重分配などを変更させ，転倒事故再現解析を実施した．解析結果から骨折挙動および骨折形態を明らかにした．骨間の接触状態の違いにより骨折形態が変化することが確認された．また，この解析により臨床現場で確認された骨折形態の一部を再現することができた．
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