| 研究課題/領域番号 |
02805015
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
材料力学
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
蔦 紀夫 広島大学, 工学部, 教授 (80221414)
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| 研究分担者 |
沼田 恒実 広島大学医学部付属病院, 講師 (70127687)
高橋 元次 資生堂, 製品研究所, 主任研究員
白石 光信 広島大学, 工学部, 助手(当時) (30144885)
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| 研究期間 (年度) |
1990 – 1992
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| 研究課題ステータス |
完了 (1992年度)
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| 配分額 *注記 |
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1992年度: 100千円 (直接経費: 100千円)
1991年度: 200千円 (直接経費: 200千円)
1990年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
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| キーワード | 生体工学 / 表情しわ / 有限要素解析 / 軟組織 / 超弾性 / 有限変形 / 後座屈解析 / 物性同定 / invivo物性同定 / パイオメカニックス / 顔表情しわ / 生体軟組織 / 有限要素法 / 超弾性体 / バイオメカニックス |
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| 研究概要 |
顔の表情変化時に目尻や額に生じる表情しわの生成機構を、力学的な手法を用いてコンピュータシミュレーションによって、これを解明するための研究を行った。
表情しわの生成は、スキン、皮下組織および表情筋からなる3層構造体が、表情筋の収縮によって受ける応力、変形、座屈および後座屈挙動によって生じるものとし、超弾性特性を有する生体軟組織系の大変形大歪問題を理論解析する基礎方程式を導いた。変分原理から有限要素法の増分型剛性方程式を求め表情しわの理論解析を行うためのコンピュータシミュレーションプログラムを開発した。開口付スキンおよび開口付スキン皮脂複層体の2軸引張変形シミュレーションを行って実験結果と比較したところ両結果は、良く一致した。これより本シミュレーション手法の有効性が確認された。
ウサギの腹部から切り出したスキン、およびスキンと皮下組織の複合体について、別途製作したスキン2軸引張試験装置を用いて直交2軸引張試験を行った。そしてこれより力学解析に必要なスキンおよび皮下組織の異方性、超弾性応力-歪特性を同定した。次に、これまで切出し試験の代わりに、in vivo(生体内)で非破壊的にスキン-皮脂系の超弾性応力-歪特性を同定する方法を開発しこれを実人間に適用してスキン-皮脂系のin vivo物性が同定できることを示した。これを上の有限要素プログラムに用いて、表情しわの発生と成長シミュレーションを行ったところ、両結果はほぼ一致し、本手法の有効性を確認した。
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