最適化手法を用いたストレスシールディング低減ステムの内部構造設計

• 研究課題/領域番号: 24K17192
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分18030:設計工学関連
• 研究機関: 島根大学
• 研究代表者: 沓掛 あすか 島根大学, 学術研究院理工学系, 助教 (30967641)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2026年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2025年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2024年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 人工股関節 / 最適化 / ストレスシールディング / 剛性制御

研究開始時の研究の概要

インプラント周りの骨が消失（骨吸収）するストレスシールディング（応力遮蔽）の原因は，金属製インプラントの剛性が周囲の骨の剛性よりも高いためと言われている．人工股関節のステム断面形状（断面二次モーメント）を制御し，患者の大腿骨形状に起因する断面二次モーメント分布や骨密度に起因する骨のヤング率分布に合わせた剛性分布をもつカスタムメイドステムを，最適化手法を用いて設計する．