バイオメカニクスと生体機能計測技術(2)：成長ひずみ法を用いた一体型人工膝関節ステムの生体適応形状解析

摘要

本研究では，成長ひずみ法の原理を適用した二次元有限要素法を用い，一体型人工膝関節ステムが大腿骨および脛骨に挿入された解析モデルを成長解析し，一体型人工膝関節ステムが挿入されたことによる大腿骨および脛骨の形状変化や骨吸収に及ぼす影響を調べた．さらに，一体型人工膝関節ステムが骨吸収の起こしにくいステムの最適形状を創生解析することを試みた．その結果，膝関節部に一体型人工膝関節ステムが挿入されると，大腿骨部と脛骨部に骨吸収が生じることがわかった．また，骨吸収をできるだけ少なくするためには，解析に用いた一体型人工膝関節ステムに対して，大腿骨側のステムを細く，また脛骨側のステムを太くすればよいことがわかった．