加工時の温度上昇を抑制する骨切除用医療機器の開発

开发抑制加工时温度上升的骨切除用医疗设备

• 批准号: 21J11012
• 负责人: 水谷 建
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J11012/
• 关键词: 研削加工; 熱侵襲; 骨切除; 超砥粒

本研究では，ダイヤモンド砥石を用いた骨の切除時の熱侵襲の抑制を目的に，骨の温度が上昇する原因やその抑制方法について検討を行った．手術においては様々な粒径の砥粒を有する砥石が使用されており，一般的な研削加工においては粒径によって温度上昇などの加工特性が大きく変化することが知られている．そこで，砥粒の粒径が違う砥石を使用し，それぞれの砥石を使用した場合の温度上昇の原因と抑制方法について検討した．手術で使用される砥石の中で比較的粒径が小さい砥粒を有する砥石を使用した場合は，砥石に付着した切りくずと骨加工面間の摩擦熱によって温度が上昇すること，およびその付着は加工点に供給している冷却水によって生じていることがこれまでの研究で明らかになっていた．そこで，加工点に冷却水を供給しないことで温度上昇の主要因である切りくずの付着を抑制し，また切りくずの付着以外の発熱による温度上昇を加工点への冷却水供給以外の方法で抑制することを試みた．その結果，加工点に10度程度の冷風を供給することで，熱侵襲の危険性がある温度以下に温度上昇を抑制できることを明らかにした．手術で使用される砥石の中で比較的粒径が大きい砥粒を有する砥石を使用した場合は比較的粒径が小さい砥粒を有する砥石を使用した場合と異なり，砥粒と骨加工面間の摩擦熱によって温度が上昇することがわかった．そこで，その摩擦熱による温度上昇を抑制する方法を検討した結果，砥石の回転数を低下させることで加工点に流入する冷却水の量を増加させ，その冷却効果によって熱侵襲の危険性がある温度以下に温度上昇を抑制できることを明らかにした．現在，この内容について論文投稿中である．

In this study, the aim of this study is to investigate the reasons for the rise of bone temperature and the methods to suppress thermal invasion during bone resection. The particle size of the abrasive particles in the operation is different from that in the general grinding process. The particle size is different from that in the temperature rise. The processing characteristics are different from that in the general grinding process. In addition, the grain size of the abrasive grain is different from that of the abrasive grain, and the reasons for the temperature rise and the suppression methods of the abrasive grain are discussed. In the case of operation, the particle size of the stone is relatively small. When the stone is used, the friction heat between the cutting surfaces and the bone processing surface increases. The temperature increases. The cooling water is supplied to the processing point. The main cause of temperature rise at the processing point is cooling water supply. The main cause of temperature rise is cooling water supply. As a result, the cold air supply at the processing point is 10 degrees Celsius, and the temperature rise is suppressed. The particle size of the abrasive particles used in the operation is relatively large. The particle size of the abrasive particles is relatively small. The friction heat between the abrasive particles and the bone processing surface increases. As a result of the investigation, the return rate of the cooling water decreases, and the amount of cooling water flowing into the processing point increases. As a result, the cooling effect decreases, and the risk of thermal attack decreases. Now, the content of the paper is in the submission.

项目成果

A study on a cooling method for bone grinding using diamond bur for minimally invasive surgeries

微创手术用金刚石车针磨骨冷却方法的研究

• DOI: 10.1016/j.precisioneng.2021.01.010
• 发表时间: 2021
• 期刊: Precision Engineering
• 作者: Takeru Mizutani;Urara Satake;Toshiyuki Enomoto
• 通讯作者: Toshiyuki Enomoto

骨切除時の熱侵襲を抑制する方法の検討

骨切除过程中抑制热侵袭方法的研究

• 发表时间: 2021
• 作者: Y. Zhou;M. Nishikawa;H. Kanno;R. Yang;T. Xiao;Y. Yatomi;and K. Goda;水谷建 ，佐竹うらら，榎本俊之
• 通讯作者: 水谷建 ，佐竹うらら，榎本俊之