人工関節軟骨開発の研究

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 61440065
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 岡 正典 京都大学, 医用高分子研究センター, 教授 (20088537)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡部 智 京都大学医用高分子研究センター, 助教授 (40167127) ; 林 寿郎 京都大学医用高分子研究センター, 助教授 (90026089) ; 琴浦 良彦 京都大学医用高分子研究センター, 助教授 (50127081) ; 筏 義人 京都大学医用高分子研究センター, 教授 (00025909)
• Keywords: 人工関節軟骨 / PVAハイドロゲル / 新しい表面置換型人工関節 / 潤滑 / 摩耗

Research Abstract

衝撃負荷をやわらげ、優れた潤滑特性を有する関節軟骨の力学的特性を具備した人工材料を開発し、新しい人工関節を開発する目的で研究を行い、以下の実績を得た。
1.PVAハイドロゲルは軟骨に似た変形特性を有するが、その力学的強度の弱い欠点があった。我々は、高分子量のPVAを使用し、その含水量を90%から15%に迄減じ、アニーリングの方法を工夫することにより改良した。
2.本材料の衝撃緩和効果がポリエチレンより優れていることは、既に確認したが、耐摩耗性についても、pin-on-disc試験後の試料表面の顕微鏡による観察の結果、ポリエチレンより摩耗は少なかった。
3.ガラス板を通して照射したレーザー光の反射光をCCDにより測定することにより、ガラス板と試料の隙間が、荷重により如何に変化するかを検索した結果、ポリエチレンでは直ちに隙間がなくなり、液圧もゼロになるのに対し、本材料および、豚関節軟骨では荷重後も隙間が長く保たれ、液圧は30分後にも、1Mpaであり、潤滑性能が優れていた。
4.本材料を骨に接着させるため、多孔性アルミナ(有効率40%)に本材料を含浸させることに成功し、その接着強度は現時点で2.2Mpaであった。
5.本材料を家兎膝関節にインプラントして、1年間観察した結果、関節内の周囲組織に異物肉芽反応を認めず、相対する関節軟骨面にも光顕、電顕的に異常を認めなかった。また、4.に述べた多孔性アルミナに含浸させた本材料を家兎膝関節内にインプラントした結果、6ケ月後の前者の孔内に新生骨侵入を認め、力学的結合も良好であった。
以上の研究成果からPVAハイドロゲルは人工関節軟骨として有望な材料であり、新しい表面置換型人工関節の実現に向かって、材料学的、生物学的、生力学的研究を鋭意行いつつある。

Research Products

• [Publications] 岡正典: リウマチ. 28. 263-273 (1988)
• [Publications] 岡正典: 日本整形外科学会誌(日整会誌). 62(7). S-794 (1988)
• [Publications] 野口隆,岡正典: 日本整形外科学会誌. 62(7). S-570 (1988)
• [Publications] P.Kumar,岡正典: 日本整形外科学会誌. 62(7). S-795 (1988)
• [Publications] 藤野まどか,岡正典: 日本整形外科学会誌. 62(7). S-571 (1988)
• [Publications] P.Kumar,岡正典: 日本整形外科学会誌. 62(7). S-791 (1988)