2022 Fiscal Year Annual Research Report
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20H02047
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
榎本 俊之 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (20403149)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 研削加工 / 医療機器 / 外科 / 骨切除 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は整形外科や脳外科で頻繁に行われる骨切除術において，良好な術野を確保しながら骨切除時の発熱による生体組織の熱損傷を抑制できる骨切除用研削工具を開発することを目的としている．そのためには切除点近傍における温度上昇を生体損傷温度である50℃程度以下に抑制することが必要とされ，これまでの研究により骨の研削加工切りくずの工具表面への付着が決定的な要因であることが明らかになっている．この付着現象のメカニズムについては，影響を与える因子については把握できているものの，その影響の程度や複数の因子が存在する時のメカニズムについては不明な点が多く，結果として，付着を抑制する，つまり温度上昇を抑制するには至っていない．
そこで引き続きメカニズムの詳細検討を行った結果，ごくわずかな水分が存在しても骨切りくずは液架橋力により工具表面に強固な付着を生じることがわかり，水分を除去した10℃程度（凍傷の危険のない温度）の冷風を供給することで切除点近傍の温度上昇を50℃以下に抑制できた．
一方，実際の医療現場においては手術時間短縮のために，極めて大きな粒径（例えば600ミクロン）からなる研削工具も用いられるが，この工具使用における定量的な評価は外科分野においてもなされていない．
そこで大粒径骨切除用研削工具の加工特性を検討した結果，従来研究で用いてきた研削工具のように切りくず付着による発熱発生はほとんどないものの，砥粒そのものに起因する発熱が極めて大きく，神経等の生体組織の損傷温度を超えてしまうことがわかった．そしてその主たる要因が砥粒の大径化により砥粒の負のすくい角が大きくなることであることを見出し，そこで砥石回転数を低下させることなどにより負のすくい角を小さくし，これにより温度上昇をやはり50℃以下に抑制することができた．
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(4 results)
