皮質骨構成成分の特性に着目した熱損傷抑制医療用工具の開発

摘要

外科手術においては, 硬組織である骨を切削工具であるスチールバーや研削工具であるダイヤモンドバーといった高速回転工具を用いて切除する行為が頻繁に行われる．その中でも特に脊椎外科手術では, 重要な組織や神経が切除部位である骨に近接しているため, それらへの愛護的な処置を行う観点から, 切削加工に比べて加工速度の小さい 研削加工による骨の切除が行われる．しかし 研削加工は術者による慎重な骨の切除を実現できる一方, 切削加工と比べ発熱が非常に大きく, 周辺神経の熱損傷による後遺症麻痺の発生という致命的な問題が生じるため, 冷却液の供給法を中心に 様々な研究がなされている．こうした熱損傷に関する問題に対して, 著者らは骨切除時の研削加工特性を検討し, その結果 親水性を表面に付与した工具を開発し, これにより切りくず排出性を高め, 工具表面への切りくず付着を防止し, 発熱を大幅に抑制することができた．しかし 使用した冷却液の種類といった加工条件が実際の手術条件と異なっており, また加工熱発生のメカニズムを十分には明らかにできていないといった問題が残存した．そこで本研究では実際の手術を模擬した加工条件を用いて実験を行い, 骨の研削加工特性を詳細に検討し, それにもとづく新たな研削工具を開発した．