人工関節ステム-骨組織間の応力と変位量に基づく固定法評価基準の確立

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21700470
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 北里大学
• 研究代表者: 酒井 利奈 北里大学, 医療衛生学部, 講師 (10383647)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• キーワード: 人工股関節 / インプラント / 股関節ステム / 初期固定 / 有限要素解析 / シミュレーション

研究概要

現在,多様なデザインの人工関節が次々と開発され臨床応用されているが,新規開発された人工関節の固定法を力学的に評価する指針は確立されていない.そこで本研究においては人工股関節ステム形状の特徴的な固定部位が初期固定に機能するか否かを検討するため,人工股関節と骨組織の三次元有限要素解析を行った.生物学的な固定に到達する以前の初期段階においては,近位部に流動的でない応力分布を有することが望ましい.従来一般に信じられている広い接触面積を追求するという基準は改めるべきである.

研究成果

• [雑誌論文] 人工股関節ステムのセメントレス固定における打ち込み力の推定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 酒井利奈, 高橋亮子, 高平尚伸, 内山勝文, 山本豪明, 福島健介, 森谷光俊, 内田健太郎, 高相晶士, 糸満盛憲, 馬渕清資
  • 雑誌名: バイオメカニズム学会誌 35(1) ページ: 52-57
  • 査読あり
• [雑誌論文] Initial fixation of a finite element model of an AI-Hip cementless stem evaluated by micromotion and stress. (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakai R, Sato Y, Itoman M, Mabuchi K.
  • 雑誌名: Journal of Orthopedic Science 15(1)(IF : 1.027) ページ: 132-139
  • 査読あり
• [雑誌論文] in vitro テストに基づく人工股関節ステム転子間プレートの影響評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 酒井利奈, 尾畑幸代, 吉岡亮, 糸満盛憲, 前澤伯彦, 馬渕清資
  • 雑誌名: バイオメカニズム学会誌 34(3) ページ: 71-77
  • 査読あり
• [雑誌論文] 人工股関節ステムのセメントレス固定における術中骨折の発生条件 (2010)
  • 著者名/発表者名: 酒井利奈, 高橋亮子, 高平尚伸, 糸満盛憲, 馬渕清資
  • 雑誌名: 臨床バイオメカニクス学会誌 31 ページ: 271-282
  • 査読あり
• [雑誌論文] セメントレス軸旋型人工股関節ステムの固定部接触圧力の感圧フイルムによる測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 尾畑幸代, 酒井利奈, 吉岡亮, 糸満盛憲, 馬渕清資
  • 雑誌名: 臨床バイオメカニクス学会誌 31 ページ: 287-292
  • 査読あり
• [雑誌論文] 人工膝関節ポリエチレンインサートの圧縮強度基準 (2010)
  • 著者名/発表者名: 馬渕清資, 酒井利奈, 占部憲
  • 雑誌名: 臨床バイオメカニクス学会誌 31 ページ: 207-212
  • 査読あり
• [雑誌論文] Finite element analysis of the effect of proximal interlocking on primary fixation of the Intra-Medullary Cruciate Stem. (2009)
  • 著者名/発表者名: Sakai R., Sato K., Itoman M., Mabuchi K.
  • 雑誌名: Journal of Orthopedic Science 14(1)(IF : 1.027) ページ: 85-95
  • 査読あり
• [雑誌論文] 軸旋型人工股関節ステムのプレート部における微可動の有用性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 酒井利奈, 小川直, 尾畑幸代, 糸満盛憲, 前澤伯彦, 馬渕清資
  • 雑誌名: 日本生体医工学会誌 45(5) ページ: 417-422
  • 査読あり
• [雑誌論文] 有限要素解析による人工股関節ステムのフランジモデルとカラーモデルの応力分布の比較 (2009)
  • 著者名/発表者名: 酒井利奈, 小川直, 糸満盛憲, 尾畑幸代, 菊池康博, 馬渕清資
  • 雑誌名: 臨床バイオメカニクス学会誌 30 ページ: 287-292
  • 査読あり
• [雑誌論文] マイクロモーションとvon Mises 応力によって評価したAI-Hip cementless stem有限要素モデルの初期固定性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 酒井利奈, 佐藤祐輔, 糸満盛憲, 馬渕清資
  • 雑誌名: バイオメカニズム学会誌 33(1) ページ: 71-77
  • 査読あり
• [雑誌論文] 有限要素解析によって評価したステム近位部のプレートの有用性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 酒井利奈, 小川直, 尾畑幸代, 菊池康博, 糸満盛憲, 馬渕清資
  • 雑誌名: 日本人工関節学誌 39 ページ: 426-427
• [雑誌論文] 人工膝関節に使用されている超高分子量ポリエチレンの圧縮強度 (2009)
  • 著者名/発表者名: 川嵜康雄, 酒井利奈, 馬渕清資
  • 雑誌名: 日本人工関節学誌 39 ページ: 298-195
• [雑誌論文] プレートを有するステムの圧力分布測定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 尾畑幸代, 酒井利奈, 小川直, 菊池康博, 糸満盛憲, 馬渕清資
  • 雑誌名: 日本人工関節学誌 39 ページ: 428-429
• [雑誌論文] Hammering force during cementless total hip arthroplasty and risk of microfracture.
  • 著者名/発表者名: Sakai R, Takahashi A, Takahira N, Uchiyama K, Yamamoto T, Uchida K, Fukusima K, Moriya M, Takaso M, Itoman M, Mabuchi K.
  • 雑誌名: Hip International in Press. (IF : 0.343)
  • 査読あり
• [雑誌論文] リモデリング支配則を用いたマウス用骨折固定プレートにおける固定法の検討
  • 著者名/発表者名: 酒井利奈, Roland Steck, Gongfa Chen, Michael Schuetz, 奥田奈穂, 峰原宏昌, 上野正喜, 内田健太郎, 高相晶士, 糸満盛憲, 馬渕清資
  • 雑誌名: バイオメカニズム学会誌 in Press.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Revision total hip replacement with cementless interlocking distal femoral stem with allograft-cemented composite and the application of intramedullary and onlay cortical strut allografts : Two case reports.
  • 著者名/発表者名: Uchiyama K, Takahira N, Narahara H, Fukusima K, Yamamoto T Moriya M, Kawamura T, Urabe K, Sakai R, Itoman M, Takaso M
  • 雑誌名: Journal of Orthopedic Science in Press (IF : 1.027)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of the usefulness of a femoral stem with an intertrochanteric plate based on measurements and finite element simulations.
  • 著者名/発表者名: Sakai R, Obata S, Uchiyama K, Yamamoto T, Uchida K, Takaso M, Itoman M, Mawzawa H, Mabuchi K
  • 雑誌名: Proceedings of the 7th Combined Meeting of the Orthopaedic Research. (Proceedings CD)
• [学会発表] 人工股関節ステムのセメントレス固定における打ち込み力の推定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 森田とわ, 菊地亜紀, 高平尚伸, 酒井利奈, 馬渕清資
  • 学会等名: 第23回バイオエンジニアリング講演会発表1.8[第23回バイオエンジニアリング講演論文集,日本機械学会No.8B-09,p.27-28,2011.1.7]
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 20110108-20110109
• [学会発表] 全人工股関節置換術後のDuetto SI stem周囲における骨密度と応力の測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中健誠, 酒井利奈, 山本豪明, 倉鍵侑一郎, 馬渕清資
  • 学会等名: 第23回バイオエンジニアリング講演会,発表1.8[第23回バイオエンジニアリング講演論文集,日本機械学会No.8B-10,p.29-30,2011.1.7]
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 20110108-20110109
• [学会発表] 硬い材料同士の摩擦面を有する人工股関節の加工精度と流体潤滑性能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 平木祐哉, 中川博央, 田中健誠, 酒井利奈, 西浦淳, 馬渕清資
  • 学会等名: 第23回バイオエンジニアリング講演会,発表1.8[講演論文集,日本機械学会No.8B-18,p.217-228,2011.1.7]
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 20110108-20110109
• [学会発表] 振り子装置を応用した金属製人工股関節の研磨法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 馬渕清資, 平木祐哉, 中川博央, 田中健誠, 西浦淳, 酒井利奈
  • 学会等名: 第31回バイオトライボロジシンポジウム[抄録p.15]
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-03-19
• [学会発表] 人工股関節置換術における術中骨折の予防のための客観的評価方法を目指したハンマリング音の周波数解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 酒井利奈, 森田とわ, 菊地亜紀, 吉本真純, 山本豪明, 森谷光俊, 大山純一, 馬渕清資, 高平尚伸
  • 学会等名: 第31回バイオトライボロジシンポジウム[抄録p.16]
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-03-19
• [学会発表] 全人工股関節置換術後の時系列でのstem周囲のBMD変化と応力値の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山本豪明, 酒井利奈, 内山勝文, 成瀬康治, 内田健太郎, 須藤光敏, 須藤香織, 上野正喜, 糸満盛憲, 馬渕清資, 高相晶士
  • 学会等名: 第31回バイオトライボロジシンポジウム[抄録p.17]
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-03-19
• [学会発表] せん断ひずみを基準とした人工膝関節ポリエチレンインサートの塑性設計 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中健誠, 酒井利奈, 占部憲, 川嵜康雄, 馬渕清資
  • 学会等名: 第31回バイオトライボロジシンポジウム[抄録 p.12]
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-03-19
• [学会発表] 人工股関節の流体潤滑性能に及ぼす加工精度の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 馬渕清資, 平木祐哉, 酒井利奈, 田中健誠, 中川博央
  • 学会等名: 第41回日本人工関節学会[抄録集p.335]
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-02-26
• [学会発表] せん断ひずみを基準とした人工膝関節ポリエチレンインサートの塑性設計 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中健誠, 酒井利奈, 占部憲, 川崎康雄
  • 学会等名: 第41回日本人工関節学会[抄録集p.349]
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-02-26
• [学会発表] Evaluation of the usefulness of a femoral stem with an intertrochanteric plate based on measurements and finite element simulations. (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakai R, Tanaka K, Itoman M, Mawzawa H, Mabuchi K
  • 学会等名: The 7th Combined Meeting of the Orthopaedic Research, [Transactions CD]
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20101016-20101020
• [学会発表] 数値流体解析による人工股関節の流体潤滑性能 (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakai R., Okumura H., Mabuchi K.
  • 学会等名: FLOW-3D Users Conference 2010 in Japan. [CD]招待講演
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20101016-20101020
• [学会発表] In vitro tests in order to evaluate the effect of a femoral stem with an intertrochanteric plate. (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakai R,, Itoman M, Maezawa H, Mabuchi K
  • 学会等名: ISTA 2010 : The 23th Annual Symposium of the International Society for Technology in Arthroplasty[Final Program Oral Abstracts : 30]
  • 発表場所: Dubai
  • 年月日: 20101006-20101008
• [学会発表] Stability of internal fixation for distal clavicular fractures. (2010)
  • 著者名/発表者名: Boku T., Uchino M., Sakai R., Tanaka K., Minehara M., Yamamoto T., Urabe K., Itoman M.
  • 学会等名: The 12th International Society for Fracture Repair. [Scientific Program : 62]
  • 発表場所: London
  • 年月日: 20100925-20100928
• [学会発表] 金属同士を摩擦面とした人工股関節の潤滑特性に及ぼす形状パラメータの影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 馬渕清資, 平木祐哉, 田中健誠, 酒井利奈, 西浦淳, 中川博央
  • 学会等名: 日本機械学会2010年度年次大会[講演論文集10-1,p.233-234]
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20100905-20100908
• [学会発表] Primary fixation of an AI-Hip cementless stem using THA. (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakai R., Obata S., Sato Y., Itoman M., Mabuchi K.
  • 学会等名: Ausrauma 2010 : Critical care and emergency surgery conference.[Scientific Program : 98]
  • 発表場所: Sydney
  • 年月日: 20100211-20100213
• [学会発表] 人工膝関節ポリエチレンインサートの強度基準 (2010)
  • 著者名/発表者名: 馬渕清資, 川嵜康雄, 酒井利奈
  • 学会等名: 第22回バイオエンジニアリング講演会,発表1.10.[講演論文集,日本機械学会No.09-55,p.352,2010.1.9]
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 20100109-20100110
• [学会発表] Initial fixation of a finite element model of an AI-Hip cementless stem evaluated by micromotion and stress. (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakai R, Sato Y, Itoman M, Mabuchi K.
  • 学会等名: 第30回バイオトライボロジ研究会
  • 発表場所: 裾野
  • 年月日: 2010-08-13
• [学会発表] 鎖骨遠位端骨折に対する内固定法の固定性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 朴晃正, 田中健誠, 酒井利奈, 内野正隆, 峰原宏昌, 占部憲, 馬渕清資, 糸満盛憲
  • 学会等名: 第36回日本骨折治療学会[抄録 p.241]
  • 発表場所: 幕張
  • 年月日: 2010-07-03
• [学会発表] 人工股関節ステムのプレスフイット固定における術中骨折の発生条件 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高橋亮子, 酒井利奈, 高平尚伸, 馬渕清資
  • 学会等名: 第30回バイオトライボロジシンポジウム[抄録p.28]
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2010-03-13
• [学会発表] 人工股関節ステム転子間プレート固定の有用性評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 尾畑幸代, 酒井利奈, 吉岡亮, 糸満盛憲, 馬渕清資
  • 学会等名: 第30回バイオトライボロジシンポジウム[抄録p.29]
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2010-03-13
• [学会発表] Failure criterion of ultra-high molecular weight palyethlene at high-stress contact a total knee prosthesis. (2009)
  • 著者名/発表者名: Mabuchi K, Kawasaki Y, Sakai R
  • 学会等名: World Tribology Congress [Proceedings of World Tribology Congress 2009, 646, 2009]
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20090907-20090911
• [学会発表] 人工股関節ステムのセメントレス固定における術中骨折の発生条件 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高橋亮子, 酒井利奈, 高平尚伸, 糸満盛憲, 馬渕清資
  • 学会等名: 第36回日本臨床バイオメカニクス学会241[抄録 p.241]
  • 発表場所: 松山
  • 年月日: 2009-10-17
• [学会発表] セメントレス軸旋型人工股関節ステムの固定部接触圧力の感圧フイルムによる測定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 尾畑幸代, 酒井利奈, 吉岡亮, 糸満盛憲, 馬渕清資
  • 学会等名: 第36回日本臨床バイオメカニクス学会, 242[抄録 p.242]
  • 発表場所: 松山
  • 年月日: 2009-10-17
• [学会発表] 人工股関節ポリエチレンインサートの圧縮強度基準 (2009)
  • 著者名/発表者名: 馬渕清資, 川嵜康雄, 酒井利奈, 占部憲
  • 学会等名: 第36回日本臨床バイオメカニクス学会[抄録 p.129]
  • 発表場所: 松山
  • 年月日: 2009-10-17