2011 Fiscal Year Annual Research Report
事故による脊髄損傷メカニズム解明に向けての脊髄の高ひずみ速度試験
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21560107
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| Research Institution | Tokuyama College of Technology |
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Principal Investigator |
櫻本 逸男 徳山工業高等専門学校, 機械電気工学科, 教授 (70225853)
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| Keywords | 生体材料 / 生物・生体工学 / 医療・福祉 |
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| Research Abstract |
本研究は、応力がひずみ速度により変化をする粘弾性特性をもつ脊髄について、自動車事故等の衝撃が加わった際の解析を行うため、自動車事故並みのひずみ速度による引張り試験が可能な脊髄用高速引張り試験装置を開発し、豚の頚髄(軟膜2種、歯状靭帯、白質、灰白質、くも膜など)の粘弾性特性を明らかにすることを目的としている。
22年度初頭に試験装置はほぼ完成した。豚頸髄の軟膜2種(後外側溝、後正中中隔)および歯状靭帯の機械的性質については、ひずみ速度10および100/sによる高速引張試験から弾性率、最大応力、最大ひずみの試験結果を得ることができた。その結果、弾性率に関しては、3種類の試料とも応力がひずみ速度により変化をする粘弾性特性の性質を示すことが確認できた。
さらに、豚脊髄実質等の試料を使用して試料取付け部の作成と改良を実施中であったが、22年度中に発生した口蹄疫の影響により、食肉センターからの豚頸椎の供給が不能となった。そこで、試料を急遽、牛頸髄に切り替え、研究体制等を一部変更した。研究計画の遅延を余儀なくされたものの22年度末に試料採取方法の確立と試料取付け部の変更の目処がついた。
23年度は、試料採取方法の改善および試料取付け部の改良を行うとともに、実際にひずみ速度1および10/sによる脊髄実質(白質、灰白質)の高速引張試験を実施した。その結果、どちらの速度でも白質の方が灰白質より引張強さが大きい傾向を示し、灰白質は白質に比べ,グラフの傾きが急で早く破断する傾向が得られた。これより灰白質は白質に比べ,硬く脆い特性があるということが確認できた。これは過去に行われた引張速度が非常に遅い準静的な実験結果と同じ傾向を示している。また、両者とも、ひずみ速度の上昇により引張強さも上昇していた。これより高速でも脊髄実質が粘弾性特性を持つことが確認された。
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