人工股関節開発の基礎的研究(新しい骨・人工関節間インターフェースの開発)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14571404
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 柳本 繁 慶應義塾大学, 医学部, 講師 (60166551)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤田 貴也 慶應義塾大学, 医学部, 助手 (10296642) ; 堀田 拓 慶應義塾大学, 医学部, 助手 (50255494)
• Keywords: 人工関節 / インターフェース / 表面形状 / 長期固定 / ハイドロキシ・アパタイト・コーティング

Research Abstract

今回検討した骨・人工関節間インターフェースはチタン薄板をエッチング処理により網の目状にして(L.E.T.:lamellar etched titanium)、各面をずらしつつ10層重ねることによりmulti-layered meshed structureを実現し、空間的に孔の連続性を確実に持たせることより新生骨の侵入により強固な固定力が得られることが大きな特徴である。また最深部層に至るまで各層ごとに目詰まりなく、Hydroxy-Appatite coatingが可能となり、早期の骨侵入が期待できる。
表面にL.E.T.加工を施したチタン合金製犬用人工股関節(Hydroxy-Appatite coating)及びコントロールとして従来型の表面Beads加工犬用人工股関節を準備した。全身麻酔下に雑種成犬の股関節にそれぞれの人工股関節を設置し回復後歩行下での飼育を行った。3・6・10週、6ヶ月、12ヶ月(各6頭ずつ、LET群30頭、Beads群30頭)に屠殺し大腿骨近位部をインプラントごと回収し骨誘導能について以下の評価を行った。(1)H-E染色切片を作成し光顕レベルでの骨侵入度、骨成熟度の評価。(2)標本中のコンポーネント部分にのみ圧負荷をかけ破断圧の測定から骨侵入後のコンポーネントの固定性の評価。(3)走査電子顕微鏡で破断部の骨新生状態の評価である。
骨侵入の組織学的検討と力学的posh-out testともに新しいインターフェス(LET処理によるHydroxy-Appatite coating multi-layered meshed structure)が従来型Beadsインターフェースより早期の骨侵入、十分な骨成熟、力学的固定力の強化を示した。骨との強固な固定が得られることより、新しい構造が人工関節インターフェースとしてきわめて有用であることが動物実験により確認された。

Research Products

• [Publications] 日下部 浩: "新しい人工関節インターフェース(HA coated Multilayered Mesh Structure)の研究-荷重下動物実験による検討"日本整形外科学会誌(J.Jpn.Ortop.Assoc.). 77(8). S1193 (2003)
• [Publications] H.Kusakabe: "Osseointegration of a hydroxyapatite-coated multilayered mesh stem"Biomaterials. 25(15). 2957-2969 (2004)