| 研究課題/領域番号 |
07458233
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
勇田 敏夫 北海道大学, 工学部, 助教授 (70001170)
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| 研究分担者 |
西村 生哉 北海道大学, 工学部, 助手 (00228214)
下岡 聡行 北海道大学, 工学部, 助教授 (50196549)
松野 丈夫 北海道大学, 医学部, 助教授 (10165847)
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| キーワード | 人工関節 / 摩擦・摩耗現象 / カップの摩耗 / 機能性表面構造 / 潤滑液の供給 / 摩耗粉のトラップ / パターン模様 / 真球度 |
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| 研究概要 |
本研究は初年度において、予備実験で得られた人工関節摺動面の最適機能性表面構造(パターン構造)を用いて、実用的な試験条件で耐摩耗実験をおこない、人工関節使用時における骨頭とカップの接触状態や摩擦・摩耗現象をシミュレートする。さらに摺動現象を理論的に解析し、コンピュータ・シミュレーションにより人工関節表面の機能性表面構造の最適パターンを決定する。また固体の接触・摺動現象は摺動面の形状精度に左右されるため市販骨頭、ソケットを三次元形状測定機で計測した。次に機能性表面構造を実際に市販骨頭表面に構築するため、その加工法について検討した。以上により新たに得られた知見を要約すると、次の通りである。
1.コンピュータ・シミュレーションによる機能性表面の決定は、未だ計算中であるが、摩耗試験の結果から構造の決定がなされた。それによると、直径0.5mmの円形凹型パターンで深さは0.1〜0.5mm程度でよく、ピッチは1.2mmである。
2.実用試験では、潤滑液は仔牛の血清を用い期間は14日、27日とおこなったが、共に摩擦抵抗が少なく、摺動運動は安定しており、摺動面も良好な結果が得られた。
3.市販され使用されている骨頭とソケットの摺動面の真球度は、経度方向0.36〜1.33μm、緯度1.2〜17.7μmの幅があり、考えていた以上に悪く、磨耗量との関係を計算している。
4.市販骨頭表面に機能性表面構造を構築することに成功した。
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