X線IPを用いた生体骨組織の残留応力測定法

利用X射线IP测量活体骨组织残余应力的方法

• 批准号: 09J00736
• 负责人: 山田 悟史
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J00736/
• 关键词: バイオメカニクス; 骨組織; 応力検出; 残留応力; X線回折; ハイドロキシアパタイト; 階層構造; オステオン

骨組織には,外的負荷に応じて内部に応力が生じる.骨組織に大きな応力が作用すると骨折のリスクが高まる.骨折の予防や防止には骨組織内部の応力を知ることが重要である.骨組織に作用する応力には,重力による静的応力,運動等により繰り返し作用する動的応力がある.また,生体組織特有の応力として,骨組織のリモデリングや骨修復時に骨細胞を活性化させる内在応力が存在する.これまでに無負荷時でも骨組織内部に残留応力があることが報告された.骨組織に内在するこれらの応力が測定できれば,骨リモデリングや骨折の治癒過程といった骨疾患の診断・治療に対して有益な生体内情報が提供される.X線回折法により骨組織内部のハイドロキシアパタイト結晶の変形状態から骨組織の残留応力を検出することができる.本研究では,(1)X線照射時間の短縮及び光学系の簡素化のため,X線IPを用いた骨組織残留応力測定法を提案し,(2)骨組織に内在する残留応力のメカニズムを明らかにすることを目的とした.最終年度である今年度は,X線IPを用いた骨組織残留応力測定手法を検討し,その有効性を検証した.また,残留応力のメカニズムを明らかにするため,以下の項目を検討した.皮質骨内オステオン密度と残留応力の大きさの相関関係に着目し,オステオン構造を含む皮質骨階層構造特性について調査した.また,シンクロトロン放射光白色X線を用いた皮質骨深層部残留応力測定手法を整理し,残留応力の釣り合いについて検討した.また,生後1ヶ月齢と2歳のウシの大腿骨を使用し,年齢による残留応力分布の違いについて調査した.以上により,(1)提案したX線IPを用いた骨組織残留応力測定法により,X線照射時間の短縮及び光学系の簡素化が可能となった.(2)骨組織残留応力の釣り合い状態および発生メカニズムについて明らかにできた.これより,研究実施計画を達成した.

The external load is applied to the bone tissue, and the internal force is applied to the bone tissue. .The prevention and prevention of fractures is the importance of knowing the internal force of the bone tissue. The role of the bone tissue is the force of the force and the force of gravity. The force of static movement, the force of movement, etc. The force of movement, the force of movement, the force of movement, the force of movement, the force of movement, the force of movement, the force of movement, the force of movement, the force of movement, the force of movement, the force of movement, the force of movement, the force of movement, the force of movement, etc. When bone is repaired, the bone cells are activated and the intrinsic force is present. When there is no load, there is no residual force inside the bone tissue.応力があることがreportされた.bone tissueに内するこれらの応力がdeterminationできれば,bone リモデリングやfracture healing The process of diagnosing and treating bone diseases is beneficial and the internal information of the body is provided.イドロキシアパタイトcrystallized の変shaped state からbone tissue residual strength を検出することができる. This study is では, (1)X Proposal for shortening the irradiation time and simplifying the optical system, and using the bone tissue residual force measurement method for X-ray IP, (2) Bone tissue The inner strength of the original fabric is the residual strength of the original material. The final year is the year of this year, and the X-ray IP is Use the method of measuring the residual strength of bone tissue to measure the residual strength of bone tissue.るため,The following items are related to the cortical bone density and residual strength. The structure of cortical bone contains hierarchical structure characteristics of cortical bone. Investigation of cortical bone depth. The method of measuring the residual strength of the layer is the finishing method, the residual strength of the residual strength is the same as that of the remaining strength. The use of the femur, the investigation of the distribution of residual force in the old age, the investigation of the above, (1) Proposal of X-ray IP Using the bone tissue residual force measurement method, it is possible to shorten the X-ray irradiation time and simplify the optical system. (2) Bone tissue The remaining strength of the state is the state of the fish, and the research and implementation plan is completed.

项目成果

ウシ大腿骨海綿骨における骨梁内HAp結晶の配向と変形挙動

牛股骨松质骨小梁内HAp晶体的取向和变形行为

• 发表时间: 2010
• 作者: X iao-shan Yue;Masako Fujishiro;Masashi Toyoda;Toshihiro Akaike;Yoshihiro Ito;山田悟史
• 通讯作者: 山田悟史

ウマ四肢骨幹の残留応力

马肢骨干的残余应力

• 发表时间: 2010
• 作者: 若槻琢也;檮木智彦;若松秀俊;山田悟史
• 通讯作者: 山田悟史

Residual Stress around Outer Cortical Region in Bovine Femoral Diaphysis

牛股骨干外皮质区周围的残余应力

• 发表时间: 2009
• 作者: Yamada S.;Tadano S.;Todoh M.;Fujisaki K.
• 通讯作者: Fujisaki K.

家兎下肢における骨組織の残留応力測定

家兔下肢骨组织残余应力的测定

• 发表时间: 2009
• 作者: 大石康二;山田悟史
• 通讯作者: 山田悟史

Residual Stresses at the Cortical Bone of the Rabbit Extremities

兔四肢皮质骨的残余应力

• 发表时间: 2010
• 期刊: IFMBE Proceedings
• 作者: Yamada;S
• 通讯作者: S