Analysis of Deformation Behavior for multiple intervertebral of Asian human cadaver spine Using 6-Axis Mechanical Testing Machine

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K04362
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 20010:Mechanics and mechatronics-related
• Research Institution: Mie University
• Principal Investigator: Kato Takaya 三重大学, 地域イノベーション学研究科, 准教授 (40422878)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 馬場 創太郎 三重大学, 工学研究科, 助教 (10839674)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: バイオメカニクス / 脊椎 / 力学試験 / インプラント

Outline of Final Research Achievements

The medical school of the University of Khon Kaen, a collaborator of the project, is capable of conducting experimental studies using human cadaveric spine. A 6-axis mechanical testing machine developed for the spine was transferred to Khon Kaen University. This enabled us to create a research environment in which experimental models (normal, damaged, and implant-attached models) could be created using human cadaveric spine and their deformation behavior could be investigated.
Based on the experimental methods and conditions established through experiments using animal cadaveric spine, we were able to construct, in collaboration with Khon Kaen University, an experimental system that can measure the deformation behavior of human cadaveric vertebrae (multi-vertebrae) and the strain generated on the rod of implants.
In the future, this system is expected to contribute to the development of biomechanics and surgical techniques related to the Asian spine.

Free Research Field

バイオメカニクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

脊椎疾患の手術の改善、高度化には、脊椎および手術で使用するインプラントの変形挙動を調べることは重要である。しかし、その基礎となるヒト屍体脊椎を用いた力学実験を国内で行うことは難しい。本研究では、脊椎用に開発した6軸力学試験機をヒト屍体脊椎の実験が可能なコンケン大学に設置し、アジア人脊椎に対する力学試験（変形挙動解析およびインプラントのひずみの計測等）を行える環境を構築した。コンケン大学と共同で実験を実施し、アジア人脊椎の多椎間腰椎の変形挙動や椎間板内圧、インプラントのひずみについて基礎的なデータを取得することができた。
今後の研究の発展により、アジア地域の脊椎疾患治療への貢献が期待できる。