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高機能人工軟骨を有する人工関節の開発と実用化に関する研究

高性能人工软骨人工关节的开发及实际应用研究

基本信息

批准号：
13750122
负责人：
中嶋和弘
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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

项目摘要

臨床応用されている人工関節の寿命は数年から十数年であり,特に若年の患者に対しては再置換術が必要となる問題がある.人工関節の寿命決定因子は摩擦面の摩耗による摩耗粉が原因となる報告が多く,摩耗の低減が人工関節を長寿命化させる上で最も重要な因子であることが指摘されている.人工軟骨にはPVA(polyvinyl alcohol)ハイドロゲルを使用し,潤滑モードを混合潤滑から流体潤滑主体とすることにより摩擦摩耗の低減を試みた.ゲルは含水性であるため,シビアな条件下でも内部からの水の滲出により直接接触を防ぎ,低摩擦とする効果が期待されている.PVAハイドロゲルを摩擦面に使用し直接接触が発生する厳しい試験条件においてその摩擦摩耗特性について調査した.PVAハイドロゲル同士を摩擦面にした場合,潤滑液に添加した蛋白質により摩耗の程度に差異が観察された.生体関節液に含まれる蛋白質のうち代表的なアルブミン及びγ-グロブリンを潤滑液(ヒアルロン酸溶液)へ添加したととろ,それぞれ単体で潤滑液に添加するよりも2種の蛋白質を混合した潤滑液を使用することで摩耗の低減が観察された.生体関節のようにA/G比を2/1とするとかなりの摩耗の低減が観察された.また,蛋白質を過剰に添加すると摩耗が促進された.すなわち,PVAハイドロゲルの摩耗特性は潤滑液に含まれる蛋白質に大きく依存することが明らかとなつた.AFMにより表面膜の観察を行い摩耗保護作用について調べた.ゲルは高倍率での観察が困難であるためPVAと同程度の親水性の表面を持つガラスを用いた.アルブミンのみを添加した場合では残留膜の吸着力が弱く,脱落しやすいことが明らかとなった.γ-グロブリンを単体で添加した場合には吸着力が強いことが観察された.このことから,2種を混合して用いた場合に膜内部に低せん断層をもつ潤滑性・耐摩耗性に優れた境界膜が得られることが明らかにされた.

The life span of artificial joint in clinical practice varies from several years to ten years, especially for patients with age. The life determining factors of artificial joints are the reasons for friction loss of friction surface, and the most important factors for the long life of artificial joints are the reasons for friction loss of friction surface. Artificial cartilage is made of PVA(polyvinyl alcohol), which is used as a lubricant, mixed lubrication, fluid lubrication and friction reduction. Under the condition of water content, the leakage of water from the interior, direct contact prevention and low friction are expected to occur. PVA has to be used on friction surfaces, direct contact occurs, test conditions and friction characteristics are investigated. PVA has to be used on friction surfaces. The difference in the degree of friction caused by the addition of lubricants to protein was observed. In vivo synovial fluid, the protein content represents a mixture of protein and γ-protein, a lubricant (acid solution), and a mixture of the two proteins. A/G ratio of biological joint is 2/1. Protein is added to the diet to promote protein consumption. The friction properties of PVA are dependent on the protein content of the lubricant.AFM is a surface film that protects against friction. It is difficult to detect PVA at high magnification. PVA has the same hydrophilic surface. When the film is added, the absorption force of the residual film is weak, and the film falls off. When the γ-toggle button is added in a single piece, the suction force is strong and can be easily observed. In this case, the two kinds of mixed materials are used in the film interior, the low temperature fault, the lubricating property, the wear resistance, the excellent boundary film, and the bright surface.