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新規低弾性チタン合金であるTi-Nb-Sn合金を用いた骨折治療インプラントの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K18051
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
研究機関東北大学

研究代表者

上村 雅之  東北大学, 大学病院, 助教 (80758962)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード骨折治癒 / プレート / 合金 / Ti-Nb-Sn合金 / TiNbSn合金 / 外科 / 細胞・組織
研究開始時の研究の概要

骨折に対する手術治療の目的は受傷者や社会への損失を最小限に抑えるため早期に適切な骨癒合を得ることだが,一部の症例は癒合不全に陥り治療に難渋する.本研究では東北大学金属材料研究所において新たに開発された低弾性チタン合金であるTi-Nb-Sn合金を用いた骨折治療インプラントの開発を目指し,①早期骨癒合に至適な金属材料の弾性率の検討,②骨癒合遷延モデルを用いた骨折治癒過程の評価を行う.本研究で低弾性合金を用いた骨折治療インプラントが骨癒合を促進する効果を確認し,骨癒合機転の詳細を明らかにする,また骨癒合に最適なインプラントの弾性率を明らかにし,実際の骨折治療における成績の改善に貢献することを目指す.

研究成果の概要

骨折の手術治療に最適なインプラントの開発を目指して、東北大学金属材料研究所が開発した低弾性合金であるチタン-ニオブ-スズ合金(TiNbSn合金)を用いて骨折治療用インプラントを作成し、動物実験モデルによる骨折治癒の評価を行った。ウサギ脛骨骨折モデルにTiNbSn合金製の従来型プレートおよびロッキングプレートで固定を行い、従来臨床で使用されているチタン合金製のインプラントと比較して骨折部髄内仮骨の体積増大と仮骨内リモデリングの早期誘導、力学的特性の改善が確認された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

骨折に対する手術治療の目的は、受傷者や社会に対する損失を最小限に抑えるために早期に適切な骨癒合を得ることであるが、一部の症例は癒合不全に陥り治療に難渋する。本研究ではTiNbSn合金製の骨折治療インプラントを開発するにあたり、TiNbSn合金のヒト皮質骨に近い低弾性という特性が骨折治癒の促進や骨癒合部の力学的促進の改善につながることが確認された。実際の骨折治療において成績改善に貢献するインプラントの開発が期待できる。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] b-type TiNbSn Alloy Plates With Low Young Modulus Accelerates Osteosynthesis in Rabbit Tibiae2022

    • 著者名/発表者名
      K. Ito, Y. Mori, M. Kamimura, M. Koguchi, H. Kurishima, T. Koyama, N. Mori, N. Masahashi, S. Hanada, E. Itoi, T. Aizawa
    • 雑誌名

      Clinical Orthopaedics and Related Research

      巻: 480 号: 9 ページ: 1817-1832

    • DOI

      10.1097/corr.0000000000002240

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 低弾性率チタン合金製プレートによるウサギ脛骨骨切り部の骨癒合促進効果2021

    • 著者名/発表者名
      伊東 健太郎
    • 学会等名
      日本整形外科学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 低弾性率チタン合金製プレートによるウサギ脛骨骨切り部の骨癒合促進効果2021

    • 著者名/発表者名
      伊東健太郎
    • 学会等名
      東北骨代謝・骨粗鬆症研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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