ロボティクスを用いた顎関節の上下関節面間における起動摩擦係数の計測

机器人测量颞下颌关节上下关节面的起始摩擦系数

• 批准号: 13877336
• 负责人: 柴田 考典
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Yamagata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13877336/
• 关键词: 顎関節; ブタ顎関節; 起動摩擦係数; 起動摩擦; ロボティクス; 潤滑; 摩擦; 6軸力覚制御摩擦測定システム; 関節潤滑; ロボティクス・アーム; 関節円板; 関節軟骨; 変形性関節症

顎関節は極めて可動性の高い関節で、それを維持するためには低い摩擦を提供する高度の潤滑能が要求され、関節面における摩擦の増加が直接、顎関節の病態形成に関連していると予測される。しかし、顎関節の関節面間における摩擦係数については、明らかにされていない。とりわけ、顎運動においては静止した状態から動き始める際が最も摩擦が大きく、運動の持続とともに漸次摩擦が減少することが予測されることから、起動摩擦係数を明らかにする必要がある。ヒト顎関節の関節面間における起動摩擦係数を計測するため、まずヒト顎関節と近似した大きさであるブタ顎関節において起動摩擦係数の測定系を確立することを目的とした。屠殺直後の日本飼育ブタ頭部を下顎骨関節突起、側頭骨下顎窩および関節隆起基部で骨切りし、関節円板と下顎頭とは一体とし、下顎窩・関節隆起とは遊離した状態で剖出し、周囲の軟組織を取り除き実験に用いた。測定装置には北里大学医学部医療衛生学部所有のアーム型ロボットを組み込んだ6軸力覚制御摩擦測定システムを用いた。計測には、まず関節摩擦面の平坦面の探査動作を行い、平坦面を測定点と設定し、関節荷重は静止時および摩擦時ともに10Nで、静止荷重時間(0分、5分、10分、20分)後に、水平直線運動を0.5mm/sで行わせ計測した。静止荷重時間の延長に伴い起動摩擦係数の増加が認められるとともに、正常な顎関節の起動摩擦係数は既報の膝関節のそれとほぼ近似した値を示すことが判明した。

颞下颌关节是一个高度移动的关节，需要高度的润滑能力来提供低摩擦以维持它，并且可以预测，关节表面上的摩擦增加与颞下颌关节的发病机理直接相关。但是，尚未阐明颞下颌关节的关节表面之间的摩擦系数。特别是，在下颌运动中，摩擦开始从固定状态移动时最大，并且可以预测随着运动的继续，摩擦会逐渐减小，因此有必要阐明起始摩擦系数。为了测量人类颞下颌关节的关节表面之间的启动摩擦系数，其目的是首先建立一个测量系统，以实现猪颞下颌关节的启动摩擦系数，该系数大约是人类颞颌骨关节的大小。屠宰后立即将日本猪的头立即骨化，使用下颌关节，颞下颌窝和关节脊的底部，关节盘和下颌骨的头部整体排列，下颌骨和关节脊是在下颌孔和关节山脊上释放的，用于消除了经过固定的柔软的柔软的柔软的组织。测量装置是一种六轴力传感控制摩擦测量系统，该系统结合了吉塔萨托大学医学院学院拥有的手臂型机器人。为了进行测量，首先执行关节摩擦表面的平坦表面，并将平坦表面设置为测量点，而静止和摩擦的关节负载均为10N，并在固定载荷时间（0分钟，5分钟，10分钟，20分钟，20分钟）以0.5 mm/s进行水平线性运动。随着静态载荷时间的延长，起始摩擦系数增加了，发现正常颞下颌关节的起始摩擦系数显示出与先前报道的膝关节接头几乎近似的值。

项目成果

T.Shibata et al.: "Measurement of the Start-up Friction of TMJ using the Robotics"JDR. 81. 378 (2002)

T.Shibata 等人：“使用机器人技术测量 TMJ 的启动摩擦力”JDR。

T.Shibata, K.Mabuchi: "Measurement of the start-up Friction of THJ using the robotics"J Dental Research. 81. 378 (2002)

T.Shibata、K.Mabuchi：“使用机器人测量 THJ 的启动摩擦力”J Dental Research。