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3-dimensional comprehensive analysis of injured-/repaired meniscus and clarification of new suture techniques

损伤/修复半月板三维综合分析及缝合新技术阐明

基本信息

批准号：
20K09409
负责人：
前達雄
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K09409/
关键词：
半月板動態縫合術変位荷重圧センサー

项目摘要

半月板は荷重分散、衝撃吸収、潤滑等の機能を有しており、膝関節における重要な役割を担っている。半月板の生体力学的研究は散見されるが、半月板単体の機能解析や膝関節における半月板の荷重分散や関節にかかる圧評価など、いずれも断片的な評価しかなされていなかった。一方で、損傷・修復半月板の荷重変化や関節間の圧変化、そして動態変化を総合的に評価することは治療法を確立する上で有意義と考える。そこで本研究は、1)半月板３次元動態の新しい評価方法の確立、及び2) 生理的な荷重環境である繰り返し垂直荷重・膝屈曲伸展運動を大腿骨―脛骨関節に行うことによる、損傷・修復半月板の荷重・動態、関節間圧の総合的評価法確立を目的としている。我々は、膝関節の自然な運動を再現可能な生体力学試験用ロボットにブタ膝を装着し、膝屈曲伸展及び垂直荷重運動を行った際の半月板の動態をビデオカメラで撮影し、採取した画像からマーカーの動きを３次元計測するシステムの確立及び半月板縫合強度の力学試験を行なった。次に、我々は、ブタ膝より大腿骨―半月板―脛骨複合体を作製し、半月板に作製した縦断裂に縫合糸を通し、縫合糸を通す部位が異なることによる力学強度への影響を調べる実験系の確立に成功した。この実験系は、大腿骨―脛骨間に垂直荷重を負荷するものであったが、術後早期のリハビリプログラムを想定すると、荷重負荷よりは膝の運動負荷における影響を調べる必要があると考え、今年度は半月板縫合強度試験において、膝屈曲伸展運動負荷による影響を調べる研究を行い、屈曲伸展荷重による影響を調べるという新しい評価方法の確立を目指した。

Meniscus has functions such as load dispersion, shock absorption, lubrication, etc., and knee joints are important for service. The study of meniscus biomechanics is scattered, the function of meniscus is analyzed, the load distribution of meniscus is evaluated, and the fracture is evaluated. The evaluation of the combination of stress and dynamic stress in meniscus repair is significant. This study includes: 1) Establishment of a new evaluation method for meniscus three-dimensional dynamics; and 2) Establishment of an evaluation method for physiological load environment, vertical load, knee flexion and extension motion, thighbone-tibia joint motion, injury, meniscus repair load, dynamics, and pressure integration between joints. The natural motion of the knee joint can be reproduced by bio-mechanical testing. The meniscus dynamics during knee installation, knee flexion and extension and vertical load movement can be analyzed by bio-mechanical testing. The meniscus dynamics can be measured by three-dimensional measurement. The meniscus suture strength can be determined by mechanical testing. In addition, the system was successfully established by adjusting the mechanical strength of the knee joint, knee joint, thigh bone-meniscus-tibia complex, meniscus joint fracture, suture joint and suture joint. This study was conducted to determine the effect of vertical load on the knee joint, thigh joint and tibia joint during the early postoperative period, and to determine the effect of load on the knee joint during knee flexion and extension during this year's meniscus suture strength test. A new evaluation method is proposed for the adjustment of flexion and extension loads.