2016 Fiscal Year Annual Research Report
Experimental verification for regulation of production of inflammatory cytokine by surface texturing on load bearing in artificial joint
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25289024
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
中西 義孝 熊本大学, 大学院先端科学研究部, 教授 (90304740)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三浦 裕正 愛媛大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (10239189)
村瀬 晃平 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80298934)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 人工関節 / 炎症性サイトカイン / 表面テクスチャリング / 摩耗粉毒性 / 摩耗粉分析 / 超精密加工 / トライボロジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
人工関節から発生する超高分子量ポリエチレンの摩耗粉は人工関節周辺組織の炎症や骨融解を引き起こす。理由は摩耗粉をマクロファージが貪食し、炎症性サイトカインの産生を発現させるからである。本年度の実験結果によれば、ヒト由来単球マクロファージは10μm以上の粒子も複数貪食すること、マクロファージの生存率は摩耗粉の総面積（＝個数×個々の表面積）が一定値を越えると急激に下がること、炎症性サイトカインの産生は特定の表面積にピークがあることが確定的となった。超高分子量ポリエチレンの摩耗粉特性、とくに個々の表面積（摩耗粉サイズ）は相手摺動面であるCo-Cr-Mo合金への表面テクスチャリングにより制御できることを実験的に証明した。そこでは表面粗さとして２から20ナノメートルレベルで調整し、１マイクロメートル以下の凹凸（うねり）を加えた表面構造が特に有効であることも証明できた。テクスチャリングの方法として、マイクロウエットブラスティングの応用法を活用することで、従来の人工関節表面の最終仕上げ工程として取り入れることが可能となった。股関節または膝関節に近い運動パターンをシミュレートできるPin-on-discの活用およびそのほかの条件はISO14242および14243に準拠する体制が確立できた他、摩耗粉とヒト由来単球マクロファージの培養実験方法も現状で最適な方法を確定した。これらは人工関節への実装を目指したロードマップを構築できたことを意味する。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] In vivo kinematic analysis of the glenohumeral joint during dynamic full axial rotation and scapular plane full abduction in healthy shoulders2016
Author(s)
Naoya Kozono, Takamitsu Okada, Naohide Takeuchi, Satoshi Hamai, Hidehiko Higaki, Satoru Ikebe, Takeshi Shimoto, Go Miake, Yoshitaka Nakanishi, Yukihide Iwamoto
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Journal Title
Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy
Volume: -
Pages: 1-9
DOI
Peer Reviewed
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