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2022 年度 実施状況報告書

寛骨臼形成不全に対する人工関節シェルの固定評価法の開発と手術法に関する指針の策定

研究課題

研究課題/領域番号 21K12755
研究機関北里大学

研究代表者

吉田 和弘  北里大学, 医療衛生学部, 講師 (10791379)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード人工股関節 / 初期固定 / 寛骨臼シェル / 寛骨臼形成不全
研究実績の概要

世界的な高齢化社会において人工関節の需要は急速に増加しているが,寛骨臼側シェルと骨の間でゆるみが生じることで再置換手術を余儀なくされることが多数存在する.人工股関節を体内に固定する方法は,骨セメントを使わずに直接骨と人工関節を固定するセメントレス固定が主流である.しかし,シェルの初期固定力評価方法は,国内外において公な規格は存在しない.そのため,シェルとポリエチレンライナーの嵌合力を評価するASTM F1820と類似の試験方法として,回旋試験やレバーアウト試験を行った報告が非常に多い.しかし,これらの試験は体重による垂直荷重など実際は複数方向に同時に作用している生体内の負荷を十分にシミュレートできているとは言えず,より生体力学環境を再現できる試験系が必要であると考えた.
昨年度は,生理的負荷環境を再現した初期固定力評価方法の新規開発に取り組み,基本的な機構系設計,制御系設計はおおむね順調に進展していたが,強度不足に伴う一部設計変更が必要となっていた.
本年度は,まず装置の強度不足が確認された部分の厚みや材質を変更することで高強度化を図り,試験が実施可能であることが確認できた.その後,申請書の予定通り基準となる理想的な固定状態における初期固定力を測定するため,寛骨臼形成不全のような骨の欠損は無い模擬骨を用いて初期固定力評価を実施した.さらに予定から変更して従来報告されているレバーアウト試験も実施し,比較対照とした.シェルの脱転形態を試験方法間で比較した際,本研究で提案した試験方法の方が臨床報告と類似していることからより適切な評価手法であることが確認された.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

昨年度課題として挙がった装置の強度不足に関しては解決し,当初予定していた評価手法が達成できるようになった.また,当初予定していなかった従来から報告されている評価手法との比較を実施することで従来手法からの優位性が示された.

今後の研究の推進方策

本年度追加試験を実施したことで計画外の模擬骨が必要となった.また,近年の物価高騰に伴い消耗品である模擬骨が計画当初から2倍に価格高騰している.これらを鑑み,リーミング条件は,臨床で一般的な1 mmアンダーリーミングのみでカップCE角を0°,10°,30°,50°の条件で初期固定力を比較することでカップCE角(寛骨臼形成不全の程度)が初期固定力に対してどの程度影響を与えるのかを明らかにする.

次年度使用額が生じた理由

現在投稿中の論文が年度内に掲載可とならなかったため次年度使用額が生じた.次年度の論文掲載費にあてる予定である.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] 歩行時の垂直荷重を考慮した人工股関節シェルの初期固定性評価方法2023

    • 著者名/発表者名
      吉田和弘,福島健介,酒井利奈,内山勝文,高平尚伸,氏平政伸
    • 雑誌名

      臨床バイオメカニクス

      巻: 44 ページ: 19-25

    • 査読あり
  • [雑誌論文] セメントレス人工関節用表面処理材料の摩擦係数に対する垂直荷重依存性2022

    • 著者名/発表者名
      吉田和弘,福島健介,酒井利奈,内山勝文,高平尚伸,氏平政伸
    • 雑誌名

      臨床バイオメカニクス

      巻: 43 ページ: 133-137

    • 査読あり
  • [学会発表] 歩行荷重を考慮した人工股関節シェルの初期固定性評価方法2023

    • 著者名/発表者名
      吉田和弘,大友佑,福島健介,酒井利奈,内山勝文,高平尚伸,氏平政伸
    • 学会等名
      第42回バイオトライボロジシンポジウム
  • [学会発表] 人工関節シェル初期固定性の新規評価法2022

    • 著者名/発表者名
      吉田和弘, 福島健介, 酒井利奈, 内山勝文, 高平尚伸, 氏平政伸
    • 学会等名
      日本機械学会 第34回バイオエンジニアリング講演会
  • [学会発表] 生体内での力学環境を考慮した人工股関節シェルの初期固定性評価方法2022

    • 著者名/発表者名
      吉田和弘,大友佑,福島健介,酒井利奈,内山勝文,高平尚伸,氏平政伸
    • 学会等名
      第49回日本臨床バイオメカニクス学会

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公開日: 2023-12-25  

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