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3D積層プリント技術と整復シミュレーションの融合による上肢骨折個別化治療の実現

研究課題

研究課題/領域番号 18K16619
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分56020:整形外科学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

米田 英正  名古屋大学, 医学部附属病院, 助教 (00735946)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード3D-CAD / 橈骨遠位端骨折 / 有限要素解析 / 骨折治療 / ロッキングプレート / CFRP / 3Dプリント / 個別化医療 / 3Dプリンティング / 骨折個別化治療 / 骨幹端部骨折 / 炭素強化プラスチック / 治療シミュレーション
研究成果の概要

本研究では合併症を減じた橈骨遠位端骨折の手術技術を考案するべく、①3D-CAD上の骨折治療シミューレーション,②3Dプリントによるインプラント作成,③CFRPインプラントの力学的解析を柱に研究を実施した。CT画像から作成した3D骨折モデルを用いた整復操作を行い,整復結果をベースにした骨折治療のテンプレートとなるインプラントを出力することが実現できることを確認した。力学的解析では,金属にかわる内固定材料としてCFRPを用いることでインプラントに及ぶ応力集中を減じることができることがわかった。これらの手法を組み合わせることで術者の技量に依存しない骨折治療技術として開発できることを確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年増加傾向にある骨粗鬆症性の骨脆弱性骨折の手術では,多くの術後合併症が報告され問題となっていた。合併症は内固定材よりも術者のテクニカルエラーに起因し,解剖学的形状は個人差が大きく,画一的にデザインされたインプラントでは対応できないことがわかった。本研究ではこれら手術治療の問題点を解決するべく,術者の技量に依存せず、合併症を減じ,個々の解剖学的形態にあわせた骨折治療を実現する個別化医療インプラントの開発手法を開発した。インプラントの利用により個々の解剖学的形態にあわせた個別化医療を実施することで,安全で確実な手術を技量に依存せず実施することが期待できる。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018

すべて 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件)

  • [学会発表] Does the capitate anatomy affect on the load of radiocarpal joint after the proximal row carpectomy? Analyses of the capitate anatomy and finite element analyses2019

    • 著者名/発表者名
      Hidemasa Yoneda, Hitoshi Hirata
    • 学会等名
      Lapland meeting 2020 Finland society of the hand
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Three dimensional analyses of the scaphoid fracture and its optimal screw fixation2019

    • 著者名/発表者名
      Hidemasa Yoneda, Hitoshi Hirata
    • 学会等名
      Orthopaedic Research Society 2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Limitations of fixation with single volar locking plates in marginal fractures of the distal radius2018

    • 著者名/発表者名
      Hidemasa Yoneda, Shigeru Kurimoto, Katsuyuki Iwatsuki, Michiro Yamamoto, Masahiro Tatebe, Hitoshi Hirata
    • 学会等名
      Federation of European Societies for Surgery of the Hand
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Limitation of the Fixation of the Tiny Fragment of the Lunate Fossa with a Single Volar Locking Plate in the Distal Radius Marginal Fractures2018

    • 著者名/発表者名
      Hidemasa Yoneda, Shigeru Kurimoto, Katsuyuki Iwatsuki, Michiro Yamamoto, Masahiro Tatebe, Hitoshi Hirata
    • 学会等名
      Annual Meeting of the American Society for Surgery of the Hand
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 手関節側面レントゲン像におけるpisoscaphoid distanceの有用性の検討2018

    • 著者名/発表者名
      米田 英正,建部 将広,栗本 秀,岩月 克之,山本 美知郎,大西 哲朗,西塚 隆伸,森田 哲正,平田 仁
    • 学会等名
      日本手外科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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