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マルチスケール複合材料としての骨組織の力学的挙動解析と構成モデルに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 14655045
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関大阪大学

研究代表者

田中 正夫  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (40163571)

研究分担者 東藤 正浩  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助手 (10314402)
研究期間 (年度) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2003年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2002年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
キーワードバイオメカニクス / 骨 / マルチスケール / 異方性 / 階層構造 / 骨梁
研究概要

本年度は,以下の項目について研究した.
1.骨梁のX線回折試験:牛大腿骨頭より採取した体幹方向軸,内外側方向軸,前後方向軸に配向する骨梁について,X線回折試験を行い,骨の無機成分であるハイドロキシアパタイト量の指標として回折強度を計測した.回折強度は前後軸方向に配向する骨梁において低く,骨梁の配向方向により異なる可能性が示唆された.
2.骨梁の微小かたさ試験:前年度と同様の方法により,前項1で使用した骨梁について微小ビッカース硬さ試験を行い,骨梁硬さとX線回折強度との関連について検討した結果,両者の間の相関関係を観察した.
前年度の構造特性試験並びに曲げ試験の知見を含め,海綿骨骨梁構造のマルチスケールの力学特性をマルチスケールでとらえる方向性を確認した.
3.皮質骨マルチスケールモデリング:マウス脛腓骨骨幹部のシンクロトロン断層像から,皮質骨内血管網を含むハバース管・フォルクマン管系構造を表現し,かつ骨単位系を考慮する3次元ボクセルモデリングを行った.これに基づく計算力学解析により,皮質骨の階層的微細構造とその結果としての力学的異方性へのマルチスケール解析の端緒を確認した.

報告書

(2件)
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (5件)

  • [文献書誌] 田中正夫: "骨梁と海綿骨の力学特性相関"日本材料学会第52期学術講演会講演論文集. 406-407 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 猪原真澄: "海綿骨の力学的異方性と骨梁かたさ・剛さの関係"日本機械学会講演論文集. 03-19. 129-130 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Masao TANAKA: "Hardness and Elastic Modulus of Single Trabecula in Comparison with Elastic Moduli as Cancellous Bone"Proc.Fourteenth Conference of the European Society of Biomechanics. (In press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Masao Tanaka: "Single trabecula bending test for relationship between mechanical property and orientation of trabeculae of cancellous bone"CD-ROM Proceedings of International Congress on Biological and Medical Engineering. (CD-ROM). 118.pdf (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 松本武志: "骨梁の弾性特性と配向性からみた海面骨の力学特性"日本機械学会論文集. 02-1(IV). 33-34 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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