2018 Fiscal Year Annual Research Report
新規開発の精密ゴニオを用いた咀嚼によるBAp結晶およびOCY配向変化の定量評価
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18H00294
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
大瀬 昌明 大阪大学, 工学研究科, 技術職員
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| Project Period (FY) |
2018
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| Keywords | ゴニオメーター / 骨質 / ボールジョイント |
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| Outline of Annual Research Achievements |
骨試料の骨質測定には試料の狙った位置にピンポイントにX線を照射し、任意の軸に沿うように位置と角度の調整が必要となる。それらの調整は試料形状により困難な場合も多く時間を要していた。
本研究では試料を自由自在に傾斜、回転できるゴニオメーターを作製し、X線装置に実装し骨質の定量評価を行った。
目的達成のため以下のコンセプトでゴニオを作製した。試料を傾斜、回転させるためにはX, Y, Z, ω(回転), Φ(傾斜)の5軸構造が必要である。ゴニオには小型で簡便そして安価な市販品を組み込み作製した。機能付加が困難なω、Φに着目して構造を検討した。試行錯誤の結果、試料支持部にはシンプルなボールジョイント構造を採用した。ボールジョイントの材質はX線を透過しやすいプラスチックと剛性が高く耐久性に優れる金属製の2種類を用意した。様々な形状や大きさの骨試料に対応できるように、サイズの異なる複数のボールジョイントを準備した。小型、軽量かつシンプルな構造とすることで汎用性を持たせ、多種類のX線装置に対応できるようにした。継続的に使用、改善ができるように身の回りで入手が可能な安価な材料で作製することを心がけた。試料の最適な支持の実現やZ軸方向の微調整などユーザーの希望に細かく対応して改善を試みた。
作製した簡便ゴニオメーターを用いて長管骨や海綿骨などの骨試料の測定を試みた。また研究室のX線装置に実装し複数のユーザーで使用状況もモニターした結果、微妙な試料傾斜や回転を必要とする関節近傍部分や海綿骨領域部位など、複雑な試料位置の調整が容易になったことに起因して利便性の向上やそれに伴う測定時間の大幅短縮が実現された。さらにインプラントを埋入した試料では金属インプラント近傍領域や特徴的な形状の試料においても配向性測定の幅が広がった。得られた成果の一部については、技術研究会等で発表し好評を得た。
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