骨・海綿骨の機械的性質の推定と信頼性評価に関する研究

骨及松质骨力学性能估算及可靠性评价研究

• 批准号: 07671619
• 负责人: 糸満 盛憲
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kitasato University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07671619/
• 关键词: 骨強度; 骨折; バイオメカニクス; 海綿骨

海綿骨の機械的性質は骨梁の体積密度、骨梁構造、骨梁骨の弾性率と強度でほぼ決定されるが、骨梁配列自体の不規則性が顕著であり実際の弾性率や強度を知ることは非常に困難である。特に強度は局所的な骨梁破壊が海綿骨全体の強度を代表するため、そのばらつきは大きい。そこで、このような構造不均一性による弾性率、強度のばらつき量考慮した海綿骨の数学モデルを作成を試みた。1.海綿骨の骨梁構造解析実際の海綿骨は板と棒状の骨梁からなっている。海綿骨の断面標本をもとに骨梁体積密度と骨梁配列方向性を定量化した。それらの値から、骨梁構造を形態学的に3つの種類に分類した。2.確率論的モデルの作成海綿骨の骨梁構造の不規則性は統計的に一様であると仮定した。骨梁構造に確率的な不均一性をもたらせた海綿骨モデルを上記の3種類の海綿骨に対して、それぞれ5個作成で、FEM解析によって弾性率と強度の平均およびそのばらつきを求めた。板・板構造および棒・棒構造はばらつき幅が板・棒構造に比べてやや大きいことがわかった。また、変形モードは曲げまたは座屈が支配的であった。これをもとにそれぞれの海綿骨構造の弾性率、強度にかんする信頼限界(p<0.01)を明らかにすることができた。3.実際の海綿骨の荷重試験結果との比較上記の海綿骨モデルの正当性を評価するために、実際の海綿骨の強度試験を行い、弾性率と強度を算出し、モデルを用いたシミュレーションの結果とばらつき量を比較した。板・板構造、棒・棒構造の海綿骨に弾性率、強度のばらつきが多くみとめられ、シミュレーションの結果に一致した。

Sponge bone mechanical properties は の bone beam の volume density, bone beam construction, bone beam bone の 弾 sex rate と strength で ほ ぼ decided さ れ る が, beam column with autologous bone の irregularity が 顕 the で あ り be interstate の 弾 sex rate や strength を know る こ と は very difficult に で あ る. に strength は bureau な bone beam broken 壊 が intensity of spongy bone all の を representative す る た め, そ の ば ら つ き は big き い. そ こ で, こ の よ う な structural heterogeneity sex に よ る 弾 sex ratio, strength of の ば ら つ き quantity considering し た spongy bone の mathematical モ デ ル を done try を み た. Analysis of the structure of the girders of the cavernous bone: The actual girder cavernous bone <s:1> plate と the rod-shaped girders of the bone らなって らなって る る. The cross-sectional specimen of the spongy bone を とに bone beam volume density と bone beam alignment directionality を quantification た た. Youdaoplaceholder0 <s:1> value ら, を morphology of bone beam structure に3 <s:1> species に classification た た た. 2. The モデ た of the probability theory is used to form the irregularity of the bone structure of the sponge-like bone and the bone beam, and the <s:1> statistics of the irregularity of the bone and bone beam. Bone beam construction に な heterogeneity of probabilistic を も た ら せ た spongy bone モ デ ル を written の 3 kinds の spongy bone に し seaborne て, そ れ ぞ れ five make で, FEM analytical に よ っ て 弾 sex rate average intensity of と の お よ び そ の ば ら つ き を o め た. Plate · plate structure および bar · bar structure ばら ばら った が size が plate · bar structure に larger than べてやや とがわ とがわ とがわ った. Youdaoplaceholder5 dominated by また, モ モ ド ド であった curve げまた seat bend が. こ れ を も と に そ れ ぞ れ の spongy bone structure の 弾 sex ratio, strength of に か ん す る letter 頼 threshold (p < 0.01) を Ming ら か に す る こ と が で き た. 3. Be interstate の spongy bone の load test results と の is written の spongy bone モ デ ル の legitimacy を review 価 す る た め の に, the event be の sponge bone strength test line を い, と strength を 弾 sex rate calculated し, モ デ ル を with い た シ ミ ュ レ ー シ ョ ン の results と ば ら つ を き quantity comparing し た. Board, board structure, good, good の spongy bone に 弾 sex ratio, strength of の ば ら つ き が more く み と め ら れ, シ ミ ュ レ ー シ ョ ン の に consistent し た.

项目成果

A,EBihara,N.Nakamura,M.I+oman,M.Morita: "α-TCP骨セメントを注入した大腿骨骨幹部における骨界面の組織学的変化について" Orthop,Ceramic Implants. vol13. 59-62 (1995)

A、EBihara、N. Nakamura、M. I+oman、M. Morita：“注射 α-TCP 骨水泥后股骨干骨界面的组织学变化”Orthop，陶瓷植入物 59-62 (1995)。

M.Morita,T.Sasada.: "Biomechanics-Functional Adaptation and Remodeling" Springer-Verlag, 300 (1996)

M.Morita,T.Sasada.：“生物力学-功能适应和重塑”Springer-Verlag，300 (1996)