| 研究課題/領域番号 |
21K03821
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18030:設計工学関連
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| 研究機関 | 工学院大学 |
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研究代表者 |
何 建梅 工学院大学, 工学部, 教授 (60358728)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 機械設計 / 医療用ステント / 有限要素解析 / 実験評価 / 医療用メッシュステント / 高強度と高柔軟性 / 高い生体親和性 / 実験・解析評価 / 生体親和性 / 高強度 / 生体管腔支持性能 / 高柔軟性 / 最適化設計 / 耐久性向上 / 設計解析評価 / 疲労実験評価 / メッシュ構造 / 形状最適化 / 高い耐久性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
(1)メッシュ構造の設計変数によるメッシュステントモデルの表面空洞率や，圧縮強度や剛性等をモデル解析評価で把握する．
(2)試作メッシュステント試験片を用いた実験評価を実施し，メッシュステントの剛性や強度，また繰り返し負荷による疲労耐久性等の構造力学的特性を把握する.
(3)実験結果との比較によって，メッシュステントの構造力学的特性に関するモデル解析評価手法の妥当性を確認し，高精度化を図る.
(4)上記で高精度化を図ったモデル解析評価手法に基づき，各種設計変数によるメッシュステントモデルの形状最適化を実施し，冠動脈等の様々な生体管腔に応用できるメッシュス テントの最適構造仕様を確定する．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，高強度かつ高柔軟性のあるメッシュ構造を用いて医療用ステントデバイスへの適用可能性に関する検討し，再狭窄を防止するためにメッシュステントの半径方向の圧縮特性に対し，3次元CAD設計ツールを用いて形状最適化の観点から形状設計・解析評価および試作モデル実験評価を行い，既製品ステントとの比較で十分な圧縮剛性と静的・動的強度を有することを確認し，併せて有限要素法を用いたメッシュステントのモデル解析評価の妥当性や有効性を確認できた．それによって，医療用メッシュステントへ適応できるメッシュ構造仕様を把握した上，医療用製品の実現に向けたメッシュステントの強度向上と高品質を図れた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
冠動脈や胆道，食道，脳血管等の様々な生体管腔内に起こる狭窄や再狭窄などの治療に使用される医療用ステントデバイスに対し，一体化成形で高強度かつ高柔軟性のあるメッシュ構造を適応するメッシュステントの強度や剛性また脈動などによる繰り返し負荷による疲労耐久特性等の構造的特性に関する形状モデルの設計検討を行い，医療用デバイスとしての応用実現性に向けたメッシュステントの強度向上・高柔軟性および高寿命化を図る構造設計を行い，半径方向の圧縮剛性特性がステント支持性能要求と脈動に対する追随性能要求に満たすメッシュステントの適応可能な構造仕様を特定した．
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