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本研究では人工関節包を用いて密封状態で用いる新しい人工関節の基礎的研究を行った。その結果この人工関節に人工関節液を封入することにより摩耗を減少させるとともに、周囲組識への摩耗粉の拡散をなくして生体反応を防ぐことが可能であることが確認された。以下に本研究において得られた成果の概要を報告する。
1.シリコンラバ-とポリウレタンを注入成形して2種類の形状の人工関節包を製作した。内部に液体を封入することにより、その密封性能を確認することができた。
2.人工関節包の可動範囲を調べた結果、屈曲伸展の範囲は80^ﾟ以上であり、内外転の範囲は40^ﾟ以上であることが判明した。シリコンラバ-の方が変形能力が高かったが、いずれの材料を用いても人工関節包が人工関節の運動を制限しないことが確認された。
3.変形に対する抵抗モ-メントは変形角の小さいときには線形であるが、大変形時には非線形になることがわかった。それとともに人工関節包の表面にしわが現れた。これは大変形時にはバックリングが生じることを意味しており、これを防ぐ形状設計の必要性が考えられた。
4.内外転において中心部(ステムとの結合部)で大きなモ-メントが生じるので、この部分を厚くして強度を高くする設計を採用した。
5.人工関節液の例として植物油(ひまし油)を取り上げ、蒸留水、生理食塩水、牛血清とともにピンオンデイスクタイプの試験機で摩擦実験を行った結果、摩擦係数は0.02で牛血清の1/3以下であった。一方摩耗量は牛血清の1/10以下であり、人工関節液の使用により人工関節が事実上摩耗せずに使用できることがわかった。
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