2014 Fiscal Year Annual Research Report
骨組織ミネラルとコラーゲン複合体の変形相互作用に基づく骨強度・応力特性
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24240068
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
但野 茂 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50175444)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横田 秀夫 独立行政法人理化学研究所, その他部局等, その他 (00261206)
佐々木 直樹 北海道大学, 先端生命科学研究科(研究院), その他 (40142202)
藤崎 和弘 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (90435678)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | バイオメカニクス / 生物・生体工学 / 医療・福祉 / 生体分子 / 計測工学 / Ｘ線 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
○骨HAp結晶Ｘ線回折計測：牛大腿皮質骨を測定対象として、これまでの広角Ｘ線回折に加え、小角散乱Ｘ線回折計測手法開発した。小角散乱ではHAp結晶粒子間の10マイクロ程度の変位や構造が測定された。これによりマイクロ骨構造体レベルの変形特性が確認された。負荷中における広角／小角計測を行い、HAp結晶内と結晶粒子間の変形相互作用を確認した。
○皮質骨残留応力計測：長管骨皮質骨表層の残留応力計測手法を整備した。Ｘ線の反射側回折線をイメー
ジングプレートで二次平面で計測し、その回折リングの変形状態から高精度に残留応力を計測する手法を検討した。年齢差によるウシ大腿骨皮質骨内残留応力の違いを明らかにした。幼齢期にはほとんど残留応力が見られなかった。
○骨HAp-Col分子ラマン分光計測：引続き骨内HAp/Col分子構造の状態と負荷時の変形挙動をラマン分光による計測手法を開発した。試験片内一点ではなく、表面のイメージング像からひずみを計測する手法を考案した。これにより従来より計測制度の向上が見られた。
○骨構造体モデル：マイクロ骨構造体（皮質骨、海綿骨）のマイクロCT解析を行い、階層複合化した骨組織構造体（Osteon-Lamella）（10-3～10-4m）の変形状態を確認した。マイクロインデンテーション骨組織構造体骨組織構造体レベルの弾性率／剛性分布の計測手法を開発した。また、径3mm×3mm のCube状海綿骨試験片を作成し、負荷試験することで構造パラメータと剛性・弾性率や降伏応力との関係を調べた。
○生検試料負荷特性：患者から採取した微小骨試料（径3mm×3mm 程度）をCube状に加工し、圧縮負荷による変形特性とX線回折特性の関係を確認した。
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| Research Progress Status |
26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 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] 関節リウマチでは皮質骨の骨質劣化により早期から骨脆弱性が生じる2015
Author(s)
清水智弘, 高畑雅彦, 亀田裕亮, 濱野博基, 遠藤香織, 平塚重人, 太田昌博, 岩崎倫政, 伊藤哲平, 木村-須田廣美, 東藤正浩, 但野茂
Organizer
第128回北海道整形災害外科学会
Place of Presentation
札幌医科大学（北海道・札幌市）
Year and Date
2015-01-31
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