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身体運動の軸機関および支持機関である脊椎の疾患に対する診断・治療において，脊椎の剛性を定量的に把握することは，適切な治療方針・手術手技を決定する上で極めて重要である．そこで本研究では，脊椎の剛性を力学的観点より明らかにすることを目的とし，複雑な脊椎変形挙動を6軸材料試験機を用いて実験的に調査する．特に，本科学研究費申請年度においては，損傷や疾患により生じた脊椎不安定状態を解消するための脊椎固定術において，現在の手法では十分な固定が困難とされている骨粗しょう症の脊椎を固定する上で，いかなる固定術が有効であるのかについて焦点を絞って検討する．
骨は外側を取り囲む皮質骨とその内部の海綿骨で構成されており，海綿骨は骨梁が縦横に組み合わさった綱目構造となっている．骨粗しょう症とは，この海綿骨の骨梁組織の密度が低下して骨に鬆が入ったような状態になり，骨強度が低下する疾患である．一方，脊椎不安定状態を解消するための脊椎固定術において現在最も一般的に使用されているpedicle screw system（PS）法は，椎体の海綿骨部をアンカーとする固定術であるため，骨粗しょう症患者に適用するとスクリューの脱転を引き起こす．これに対し，手術中に脊髄を傷つけるリスクを軽減する目的で近年新たに開発されたcortical bone trajectory（CBT）法は，椎体の皮質骨部をアンカーとする固定術であるため，スクリュー引抜強度の観点から骨粗しょう症患者に適した固定術と考えられる．そこで本研究では，スクリューの引抜強度評価試験および固定術を施した脊椎の剛性評価試験を実施することにより，骨粗しょう症患者に適用可能な脊椎固定術の確立を目指した．その結果，CBTスクリューは骨粗しょう症モデルに対しても十分な最大引抜強度を示すこと，およびCBT固定術はPS固定術と同等の脊椎固定性を有することを実証した．
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