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2014 年度 実施状況報告書

膝靭帯のバイオメカニクス研究

研究課題

研究課題/領域番号 26861201
研究機関札幌医科大学

研究代表者

鈴木 智之  札幌医科大学, 医学部, 助教 (70560001)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード新鮮凍結標本 / 前十字靭帯再建術 / 初期固定張力 / ロボット生体力学試験機 / 膝関節キネマティクス
研究実績の概要

本学未固定凍結標本(fresh cadaver)使用に関する倫理審査の承認を得られた。ロボット膝生体力学試験機を用いた膝関節前十字靭帯再建術のバイオメカニクス研究を開始した。まず同じアプローチ、同じ骨孔位置、同一の移植腱を用いた場合に骨孔を増やす(分割)意義を明らかにするためロボット生体力学試験機を用いて比較解析のプロトコルを確立した。

今年度は新鮮凍結屍体膝11膝(平均年齢85歳)を使用した。正常膝の運動軌跡①を記録し次に様々な外力を加えたときの移動量②を記録した。解剖学的3束再建術、2束再建、1束再建膝を比較するため 本研究では同一膝の脛骨結節から採取し骨孔径+0.5mmの骨円柱を脛骨側の前外側骨孔にpress-fitして埋めた。前内側骨孔を拡大して再建した。骨孔のoverlapは生じなかった。

各前十字靭帯再建術と正常膝を比較して手術に用いる初期固定長張力を算出できた。またそれぞれの張力で再建された膝関節が正常膝のキネマティクスとどのように異なるかが分かった。更に外力に対する各再建術式の力学応答が算出された。その際、膝関節の再建靭帯の張力分布も明らかになった。
骨孔が増える事で手術に用いる初期固定長力は小さくても正常膝に近い制動が可能である。1束再建は2束,3束に比べ伸展位付近での外力に対して制動が劣る。力の分配の点で3束が2束の後外側線維より荷重分担が低減している効果があると考えられた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

2015年度3月末までに 新鮮凍結標本使用に関する本学の体制が大きく変わる事になり、使用できる残された標本を実験を前倒しして使用した。データ取得を最優先としたため。 実験の失敗が少なく、マシントラブルも生じなかったため順調であった。

今後の研究の推進方策

得られた、目標としていたデータを解析し、論文にまとめる事を優先する。
本学の新鮮凍結屍体標本使用に関する体制が変わったため、再度 標本使用に関する倫理委員会手続きを一からやり直すため、申請後3ヵ月以上を必要とする。それまでの間、新規の標本は使用できない。 第2の研究テーマである動物膝を用いた半月板力学試験、靭帯張力試験等に着手する。

次年度使用額が生じた理由

人件費・謝金がかかっていない。
そのかわり、共同研究者の旅費、宿泊費の割合が多い。

次年度使用額の使用計画

共同研究者の旅費、滞在費は減少。 申請者の学会発表の旅費が増加の見込み。 動物の関節組織購入費が新規で増加。新たな実験資材費が増加。 英文査読料、論文掲載費等が新規で増加の見込み

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2015

すべて 学会発表 (4件)

  • [学会発表] Hamstringを用いた前十字靭帯再建術の生体力学解析~各bundleのforce distribution~2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木智之 大坪英則 藤江裕道 史野根生 山下敏彦
    • 学会等名
      JOSKAS
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2015-06-18 – 2015-06-20
  • [学会発表] Hamstringを用いた前十字靭帯再建術の生体力学解析~Laxity match tensionとexternal load test~2015

    • 著者名/発表者名
      大坪英則 鈴木智之 藤江裕道 史野根生 山下敏彦
    • 学会等名
      JOSKAS
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2015-06-18 – 2015-06-20
  • [学会発表] ACL再建術の生体力学解析~1束 、2束、3束の違い~Laxity match tensionとexternal load test2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木智之 大坪英則 藤江裕道 史野根生 山下敏彦
    • 学会等名
      北海道整形災害外科学会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2015-06-13 – 2015-06-14
  • [学会発表] ACL再建術の生体力学解析~1束 、2束、3束の違い~各bundleのforce distribution2015

    • 著者名/発表者名
      松村崇史 鈴木智之 大坪英則 藤江裕道 史野根生 山下敏彦
    • 学会等名
      北海道整形災害外科学会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2015-06-13 – 2015-06-14

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公開日: 2016-06-01  

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