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前十字靱帯再建術に関するバイオメカニクス的研究

研究課題

研究課題/領域番号 16J06537
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関首都大学東京

研究代表者

山川 学志  首都大学東京, システムデザイン研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2017年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2016年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード前十字靱帯 / 前十字靱帯再建術 / 変形挙動 / 3次元位置解析手法
研究実績の概要

当該年度は,研究計画に沿って正常前十字靱帯(ACL)と再建ACLの変形挙動解析を行った.解析には,前年度に引き続き,本研究室で開発した関節力学試験ロボットシステムとRotational Stereoscopic Image Methodを用いた.試料は,未固定凍結人体標本を用いた.再建ACLに関しては,骨付き膝蓋腱を用いた解剖学的長方形骨孔(ART)再建術により再建されたACLとした.ART再建術は,骨付き膝蓋腱の骨片と大腿骨・脛骨に開けた骨孔をそれぞれ長方形に成形することで,正常ACLの持つねじれを再建ACLにも持たせることのできる最新の解剖学的再建術である.正常膝およびART再建術による再建膝それぞれに対して前方力100 Nを負荷する前方力負荷試験を行い,その際の両ACLの変形挙動を解析した.その結果,伸展位から軽度屈曲位では両者の変形挙動は類似していたものの,屈曲位においては異なっていた.変形挙動が異なるということは,組織の荷重伝達状態が異なるということである.再建ACLは,正常ACLの力学機能を再現する必要があるため,その荷重伝達状態が異なるということは問題である.しかしながら,ACLに最も負荷がかかるのは,伸展位から軽度屈曲位であるため,その肢位での荷重伝達状態が再現されている点ではART再建術の有用性を示しているといえる.本研究は,ART再建術の有用性を示す一方で,最新術式をもってしても屈曲位でのACL機能再建に課題が残ることも浮き彫りにした.本結果は,今後の再建術開発改善に非常に有用なデータとなるはずである.

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件)

  • [国際共同研究] University of Pittsburgh(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Pittsburgh(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] ヒト膝前方力荷重時における前十字靱帯のひずみ分布解析,臨床バイオメカニクス2017

    • 著者名/発表者名
      山川学志,Richard E. Debski,藤江裕道
    • 雑誌名

      日本臨床バイオメカニクス学会誌

      巻: 38 ページ: 61-67

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strain distribution in the anterior cruciate ligament in response to anterior drawer force to the knee2017

    • 著者名/発表者名
      Yamakawa S, Debski RE, Fujie H
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: 12 号: 1 ページ: 16-00582-16-00582

    • DOI

      10.1299/jbse.16-00582

    • NAID

      130005519963

    • ISSN
      1880-9863
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Comparison of reconstructed and native ACL deformation behavior in response to tibial anterior drawer force2018

    • 著者名/発表者名
      Yamakawa Satoshi, Suzuki Tomoyuki, Richard E. Debski Matsumura Takashi, Okimura Shinichiro, Fujimiya Mineko, Yamashita Toshihiko, Fujie Hiromichi
    • 学会等名
      Orthropaedic Research Society annual meeting 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tensioning pattern of the anterior cruciate ligament in response to tibial anterior loading2017

    • 著者名/発表者名
      Yamakawa S., Pfeiffer T. R., Debski R. E., Fujie H.
    • 学会等名
      Orthopaedic Research Society 2017 Annual Meeting
    • 発表場所
      San Diego, CA (USA)
    • 年月日
      2017-03-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒト前十字靭帯大腿骨付着部の変形挙動解析2017

    • 著者名/発表者名
      山川学志,Richard E. Debski,藤江裕道
    • 学会等名
      第28回バイオフロンティア講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 正常ACLと再建グラフトの変形挙動比較2017

    • 著者名/発表者名
      山川学志,鈴木智之,Richard E. Debski,山下敏彦,藤江裕道
    • 学会等名
      第44回日本臨床バイオメカニクス学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 前十字靱帯の 3 次元変形挙動2017

    • 著者名/発表者名
      山川学志,Richard E. Debski,藤江裕道
    • 学会等名
      第30回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Three dimensional strain analysis of the human anterior cruciate ligament during anterior tibial translation2017

    • 著者名/発表者名
      Yamakawa Satoshi,Richard E. Debski,Fujie Hiromichi
    • 学会等名
      Summer Biomechanics, Bioengineering and Biotransport Conference2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Strain distribution of the human anterior cruciate ligament during anterior tibial translation2017

    • 著者名/発表者名
      Yamakawa Satoshi,Richard E. Debski,Fujie Hiromichi
    • 学会等名
      5TH SWITZERLAND-JAPAN WORKSHOP ON BIOMECHANICS (SJB) 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 膝荷重下における前十字靱帯の 3 次元変形挙動解析2016

    • 著者名/発表者名
      山川学志,Pfeiffer T. R.,Debski R. E.,藤江裕道
    • 学会等名
      第43 回日本臨床バイオメカニクス学会
    • 発表場所
      北海道立道民活動センターかでる2・7(北海道,札幌市)
    • 年月日
      2016-10-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Site- and force-dependent strain behavior in the porcine anterior cruciate ligament2016

    • 著者名/発表者名
      Yamakawa S., Debski R. E., Fujie H.
    • 学会等名
      Summer Biomechanics, Bioengineering and Biotransport, Conference 2016(ASME)
    • 発表場所
      National Harbor, MD (USA)
    • 年月日
      2016-06-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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