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強磁場を用いた骨組織の早期再生技術の開発と材料工学的解析

利用强磁场和材料工程分析开发早期骨组织再生技术

基本信息

批准号：
17686059
负责人：
中野貴由
金额：
$ 18.14万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題では、欠損骨に対し、骨密度のみならず骨質指標としての配向性を正常化するための外場利用の基礎的手法を確立するとともに、配向性解析を中心とした材料工学的アプローチ、特に結晶学的特徴に注目した解析法の完成を目指し、骨組織の最も重要な機能である力学機能との相関を解明することを目的とした。本年度は、初年度得られた「骨再生への磁場、応力効果」に関する知見を元に、臨床を視野に入れた外場利用技術を検討するとともに、骨の材質パラメータと構造パラメータの分離を試みた。その結果、応力場下で再生された骨の三点曲げ試験による特性パラメータは、構造パラメータと材質パラメータとに明確に分離され、再生初期では構造パラメータの優先回復が、後期では材質パラメータにより力学機能が支配されることが判明した。さらに、材料工学的手法を用いて、アパタイト配向性、密度を解析することで材質パラメータを精査したところ、配向性が骨再生時の最大応力やヤング率を支配することが判明した。さらに、曲げ時の吸収エネルギーは、配向性に強く依存し、コラーゲン/アパタイト配列による亀裂伝播抵抗が靭性向上に有効に働くことが判明した。こうした結果は、通常の骨再生時には材質パラメータの早期回復は不可能であって、構造パラメータによって、暫定的に修復する傾向があることを意味している。したがって、外場印加による人工的な材質パラメータのコントロールは、骨再生機構を根底から代える技術であり、新しい骨再生手法として重要であるものと結論された。

This study aims to establish the basic methods for normalizing bone mineral density, bone orientation and utilization of external fields, and to clarify the correlation between the characteristics of bone and the most important functions of bone tissue. This year, the first year of the "bone regeneration field, force effect" related to the observation of the element, clinical vision into the field of technology, such as bone material, structure and separation of the center As a result, the characteristics of the three-point curve test of the regenerated bone in the field of force are clearly separated from each other, and the structure is different from the material. In the early stage of regeneration, the structure is different from the material, and the mechanical function is dominated. In this paper, the method of material engineering is used to determine the maximum force and the rate of bone regeneration. In addition, the absorption and alignment of carbon atoms are strongly dependent on the toughness of carbon atoms. The result is that the early recovery of the material is impossible, the structure is difficult to repair, and the recovery tendency is difficult to repair. Artificial materials, bone regeneration mechanisms, root regeneration techniques, and new bone regeneration techniques are important.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Role of stress distribution on healing process of preferential alignment of biological apatite in long bones

DOI：
10.4028/www.scientific.net/msf.512.261
发表时间：
2006-01-01
期刊：
ADVANCED STRUCTURAL AND FUNCTIONAL MATERIALS DESIGN, PROCEEDINGS
影响因子：
0
作者：
Ishimoto, Takuya;Nakano, Takayoshi;Tabata, Yasuhiko
通讯作者：
Tabata, Yasuhiko

Crystallographic approach to regenerated and pathological hard tissues

再生和病理硬组织的晶体学方法

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Mater. Sci. Forum 512
影响因子：
0
作者：
T.Nakano;T.Ishimoto;J.-W.Lee;Y.Umakoshi;M.Yamamoto;Y.Tabata;A.Kobayashi;H.Iwaki;K.Takaoka;M.Kawai;T.Yamamoto
通讯作者：
T.Yamamoto

生体アパタイトの配向性に基づく骨再生過程の解明と組織再生誘導のための生体材料設計

基于生物磷灰石定向和引导组织再生的生物材料设计阐明骨再生过程