三次元関節運動ロボットシステムを用いた距骨下関節の生体力学的研究

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25462345
• Research Institution: Sapporo Medical University
• Principal Investigator: 渡邉 耕太 札幌医科大学, 保健医療学部, 教授 (50404629)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 大輔 札幌医科大学, 生体工学・運動器治療開発講座, 研究員 (40372817)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 生体工学 / 未固定人体標本 / 足関節 / 距骨下関節 / 関節安定性 / 靭帯再建

Outline of Annual Research Achievements

本プロジェクトでは、ロボット工学を応用した三次元力学試験機により未固定凍結人体標本を用いた距骨下関節の生体力学的特性を研究することが目的である。前年度まではこの三次元力学試験機を用いて、踵腓靭帯の関節制動について、背屈10度、0度、底屈15度、底屈30度におけるin situ forceとその貢献度を算出しえた。この研究は、首都大学東京のエンジニアと共同での作業となった。今年度は前年度までに得られた踵腓靭帯のデータを利用することで、靭帯損傷後や関節不安定症に対する靭帯再建術において、より生体に近い状態に近づけられるような方法の開発を検討している。そのために靭帯の再建材料、固定部位や引っ張り方向、張力などの条件を変えて、再建術を行うことができるような新たなデバイスの作製が必要であり、それらを駆使しながら新たなデータを蓄積が必要と考えられる。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成27年度は前年までに開発・整備した実験系を用いて、再建術を行う上で必要なデバイスのデザインやその作製を行うことができた。新たなデバイスを使用した実験からは再建術後の新たな知見も得られており、今後はデータを蓄積し、どのような方法が有用であるかを模索しながら研究を進めることが可能と考えられる。

Strategy for Future Research Activity

次年度は実際に靭帯再建術の実験を重ねることで、新たなデータを蓄積する。それらの結果を踏まえ、現在行われている各種の靭帯再建手術の効果評価を行う。また本研究から得られた新知見を用いると、より有効な新しい手術治療法の開発研究に進むことができると考えている。再建術を行う上での、実験デバイスや三次元力学試験機の操作の専門性の高さから、首都大学東京のエンジニアとの共同作業が必須である。さらに得られた知見を学会発表などにより公表していく予定である。

Causes of Carryover

当初計画した実験が行えないことがあったため。また、実験機器については既存のものを再利用等が可能であったため、新たに作製・購入費用を抑えることができたことによる。

Expenditure Plan for Carryover Budget

実験を進めデータをさらに積み重ねる。
手術治療の効果、開発実験のための新たな実験デバイスを作製する。
得られた知見をまとめ学会（国際学会含む）発表を予定している。