Analysis of the mechanism of mechanical stress-induced osteogenesis using method of numerical analysis on local mechano-electric induced particle diffusion and its application for osteosynthesis

局部机电诱导颗粒扩散数值分析方法分析机械应力诱导成骨机制及其在接骨术中的应用

• 批准号: 21K12631
• 负责人: 伊藤 聰一郎
• 金额: $ 2.16万
• 依托单位: Teikyo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K12631/
• 关键词: 仮骨延長; 粘弾性特性; 応力緩和; Quasi-static試験; 負荷変位速度; 負荷荷重; 牽引速度; 非侵襲血管疾患診断装置TRY-1; 血管壁の構造変化; 血行動態; 骨形成機能; 応力誘起物質拡散解析システム; 有限要素応力解析プログラム; 骨化過程シミュレーション; 圧電気(Piezoelectricity); 流動電位; 有限要素法; 応力誘起物質拡散方程式

仮骨が持つ粘弾性特性に着目し、粘弾性体を用いて応力緩和減少に及ぼす負荷変位速度の影響を調べ、延長仮骨における負荷変位速度の効果を検討した。人工透析用セルロース膜を用い、Quasi-static 試験を行った。負荷速度は0.04mm/sec, 0.06mm/sec, 0.1mm/secnの条件で行った。1ステップの変位を1mm，保持時間を30sec, 60secとした。試験の結果、負荷変位速度が高くなると負荷荷重は増加したが、保持過程での応力緩和が著しくなった。逆に負荷変位速度が低くなると負荷荷重は低いが負荷過程から荷重減少率が低下して、見掛け上長い応力保持過程が得られた。すなわち、負荷変位速度が高いと最大荷重付近の持続時間が短く、負荷変位速度が低いと最大荷重付近の持続時間が長いことが示唆された。次に、各引張変位速度において、1ステップ、5ステップでの最大負荷荷重値を比較した。負荷変位速度が0.06mm/secまでは変位速度の増加とともに負荷荷重は増加するが、0.06mm/sec以上ではその値は負荷変位速度に対してほぼ飽和した。粘弾性的性質を有する材料は、一定負荷変位速度と休止時間を与える負荷条件下で応力緩和現象が発現する。この条件で高応力負荷状態を維持するには、①高応力が作用し、かつ②応力緩和が抑制されることが必要である。本実験結果から、①のためには一定負荷変位速度を増加させることが必要であり、②については逆に一定負荷変位速度を抑制することが必要であることが示唆された。また、一定負荷変位速度において、変位速度を増加させても最大荷重がほぼ変化しない飽和領域が存在することが判明した。以上より、一定負荷変位速度と休止時間を与える負荷条件において、応力緩和現象を抑制して高応力負荷状態を維持するには、一定負荷変位速度、すなわち牽引速度に最適値が存在することが示唆された。

According to the viscous properties of the bone, the viscous body is affected by the force and the velocity of the load position, and the velocity of the load position of the bone is increased. Artificial dialyzer was used for artificial dialysis. the membrane was used and Quasi-static was used. "load speed" 0.04mm/sec, 0.06mm/sec, 0.1mm/secn condition "line". 1. Please check the 1mm, keep the 30sec, and 60sec the error. Test results, high speed, high load, high speed, high speed, high speed Reverse the speed of low load, low load rate, low load rate, low load rate When the load speed is high, the maximum load is short, the load speed is low, and the maximum load is close to the holding time. The speed of each lead, the speed of each position, the speed of each lead, the maximum load, the speed of each lead, the speed of each lead, the maximum load, the maximum load. The bit velocity of the load is 0.06mm/sec, the bit velocity, the load, the load, the bit velocity, the load, the load, the bit velocity, the bit velocity, the load, the load, the bit velocity, the bit velocity, the load, the The viscous properties include the temperature of the material, the rest time of the velocity at a certain load, and the force and image under the condition of load. The condition is high, the load is high, the force is high, the force is 1, the force is 2, and the suppression force is necessary. The results of this experiment show that the speed of a certain bit of load must be increased, and that of a certain amount of energy will be affected. The speed of a certain bit of load will be suppressed and the speed of the potential will be reduced. The speed of a certain load, the speed of a certain bit, the maximum load, the speed of the position, the speed of the bit, the maximum load, the maximum load and the field. The above temperature, certain load potential velocity rest time and load load condition temperature, force and image suppress the high load force to maintain the temperature, the speed of a certain load potential and the lead speed of a certain load. There is a negative effect on the induction speed.

项目成果

Fast potassium ion conducting glass-ceramics of Na5YSi4O12-type Na4-xKxY0.6P0.2Si2.8O9

• DOI: 10.1016/j.matlet.2022.131741
• 发表时间: 2022-01-21
• 期刊: MATERIALS LETTERS
• 影响因子: 3
• 作者: Okura, Toshinori;Ota, Yuki;Yamashita, Kimihiro
• 通讯作者: Yamashita, Kimihiro

Comparison between single and double suture passing techniques in the suture bridge rotator cuff repair with a 2-mm tape: a simulation study using a three-dimensional finite element method

使用 2 mm 胶带修复缝线桥肩袖时单缝线和双缝线穿过技术的比较：使用三维有限元方法的模拟研究

• DOI: 10.1016/j.jos.2020.02.017
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Orthopaedic Science
• 影响因子: 1.7
• 作者: Hirotaka Sano,Tatsuro Komatsuda;Takashi Inawashiro;Daizo Sasaki;Moriyuki Noguchi;Taichi Irie;Hiroo Abe;Horoshi Ozawa and A.Toshimitsu Yokobori,Jr,
• 通讯作者: Horoshi Ozawa and A.Toshimitsu Yokobori,Jr,

リン酸カルシウムエレクトレットのバイオマニピュレーション機能

磷酸钙驻极体的生物操纵功能

• 发表时间: 2022
• 期刊: 日歯理工誌
• 作者: 遠藤 雄大;中川 祐大;比嘉 昌;山下仁大
• 通讯作者: 山下仁大

Photoluminescence properties of rare-earth ion-doped Na5YSi4O12-based glass ceramics

• DOI: 10.1016/j.ceramint.2020.09.023
• 发表时间: 2021-01
• 期刊: Ceramics International
• 影响因子: 5.2
• 作者: T. Okura;Yuta Nojima;K. Kawada;Y. Kojima;K. Yamashita

Surface Electric Fields Increase Human Osteoclast Resorption through Improved Wettability on Carbonate-Incorporated Apatite.

• DOI: 10.1021/acsami.1c14358
• 发表时间: 2021-12-15
• 期刊: ACS applied materials & interfaces
• 影响因子: 9.5
• 作者: Bergara-Muguruza L;Mäkelä K;Yrjälä T;Salonen J;Yamashita K;Nakamura M
• 通讯作者: Nakamura M