手部・足部の変形疾患に対する3次元積層カスタムインプラントに関する基礎的研究

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K09022
• Research Institution: University of Fukui
• Principal Investigator: 大木 央 福井大学, 学術研究院医学系部門(附属病院部), 講師 (10771074)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松峯 昭彦 福井大学, 学術研究院医学系部門, 教授 (00335118)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 外反母趾症 / 母指CM関節症 / カスタムメイドインプラント

Outline of Annual Research Achievements

外反母趾用プレートについては、手術症例に合わせたカスタムメイドインプラント及びカッティングガイドの作成を5例に予定していたが、新型コロナウィルスの影響で2例が手術延期となっている。3例に対して術前CTと手術計画をもとにカスタムインプラントを作成し、実際の手術時に仮固定を行った。1例ごとに術中のメルクマールとインプラント作成時のメルクマールの修正や術創内での実際の操作性などを検討し、修正を加えている。社会情勢上、実際の手術が困難なため3Dプリンターで作成したモデルボーンにて2例の模擬手術を施工した。これまでの検討でほぼ予定通りのカスタムインプラントとデバイスの作成が可能となっており、術前計画に沿った手術が再現できるようになってきている。さらにインプラント形成のために作成したCADモデルを利用し、3D-FEMモデルを作成し力学的シミュレーションを開始した。固定性は概ね大きく改善していると考えられる。適切な固定スクリューの位置や方向性もシミュレーションを行いつつ検討していく予定である。CM関節用インプラントの作成に関しては、これまで6例でCADモデルを作成してきた。関節面形状のバリエーションが多く、基準点の設定や関節面とレースのためのプロトコール作りを進めている。術後の想定される肢位をCAD上で再現してから近位および遠位関節面の位置を決定し、長軸方向の荷重安定性を持たせるデザインとした。サンプルインプラントの作成を行いモデルボーンとの適合性や関節運動、ピンチ動作での安定性などを確認した。手術症例があり次第、試験設置を行う準備が整った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

母指CM関節インプラントの作成プロトコールも概ね完成した。FEMによる力学的シミュレーションも概ね順調に進んでいる。コロナ禍の影響で、不急の手術を行うことができないため実際の手術症例の選択に遅れが生じている。

Strategy for Future Research Activity

外反母趾症に対するインプラントについては、症例を増やしインプラントとデバイスの作成、術野での設置の精度を高めていく。スクリューの設置位置や方向については、FEMモデルを作成し、力学シミュレーションを行うことで至適なデザインとしていく予定である。CM関節症用インプラントについてはインプラント作成プロトコールの確定とサンプルインプラントの術野での設置試験を行う予定である。

Causes of Carryover

補助事業の誠実な執行に努めた結果、当初計画より経費の使用が節約できたことにより未使用額が生じた。
当該未使用額を次年度に持ち越して追加の機器や消耗品等購入する。