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J-GLOBAL ID：202202280271303074   整理番号：22A1027095

脛骨遠位骨折に対する生体模倣軽量設計プレートの最適設計と生体力学的解析:有限要素解析【JST・京大機械翻訳】

Optimal Design and Biomechanical Analysis of a Biomimetic Lightweight Design Plate for Distal Tibial Fractures: A Finite Element Analysis

著者 (18件)： Wang Mian (1National Key Discipline of Human Anatomy, Guangdong Provincial Key Laboratory of Medical Biomechanics, Guangdong Engineering Research Center for Translation of Medical 3D Printing Application, School of Basic Medical Sciences, Southern Medical University, Guangzhou, China) ,  Wang Mian (2Institute of Biomedical Engineering, Shenzhen Bay Laboratory, Shenzhen, China) ,  Deng Yuping (1National Key Discipline of Human Anatomy, Guangdong Provincial Key Laboratory of Medical Biomechanics, Guangdong Engineering Research Center for Translation of Medical 3D Printing Application, School of Basic Medical Sciences, Southern Medical University, Guangzhou, China) ,  Deng Yuping (2Institute of Biomedical Engineering, Shenzhen Bay Laboratory, Shenzhen, China) ,  Deng Yuping (3Department of Orthopedics and Traumatology, Integrated Hospital of Traditional Chinese Medicine, Southern Medical University, Guangzhou, China) ,  Xie Pusheng (1National Key Discipline of Human Anatomy, Guangdong Provincial Key Laboratory of Medical Biomechanics, Guangdong Engineering Research Center for Translation of Medical 3D Printing Application, School of Basic Medical Sciences, Southern Medical University, Guangzhou, China) ,  Xie Pusheng (4Guangdong Medical Innovation Platform for Translation of 3D Printing Application, The Third Affiliated Hospital of Southern Medical University, Guangzhou, China) ,  Tan Jinchuan (1National Key Discipline of Human Anatomy, Guangdong Provincial Key Laboratory of Medical Biomechanics, Guangdong Engineering Research Center for Translation of Medical 3D Printing Application, School of Basic Medical Sciences, Southern Medical University, Guangzhou, China) ,  Yang Yang (1National Key Discipline of Human Anatomy, Guangdong Provincial Key Laboratory of Medical Biomechanics, Guangdong Engineering Research Center for Translation of Medical 3D Printing Application, School of Basic Medical Sciences, Southern Medical University, Guangzhou, China) ,  Yang Yang (3Department of Orthopedics and Traumatology, Integrated Hospital of Traditional Chinese Medicine, Southern Medical University, Guangzhou, China) ,  Ouyang Hanbin (1National Key Discipline of Human Anatomy, Guangdong Provincial Key Laboratory of Medical Biomechanics, Guangdong Engineering Research Center for Translation of Medical 3D Printing Application, School of Basic Medical Sciences, Southern Medical University, Guangzhou, China) ,  Ouyang Hanbin (5Orthopaedic Center, Affiliated Hospital of Guangdong Medical University, Guangdong Medical University, Zhanjiang, China) ,  Zhao Dongliang (2Institute of Biomedical Engineering, Shenzhen Bay Laboratory, Shenzhen, China) ,  Zhao Dongliang (6Drug Discovery Center, State Key Laboratory of Chemical Oncogenomics, School of Chemical Biology and Biotechnology, Peking University Shenzhen Graduate School, Shenzhen, China) ,  Huang Gang (3Department of Orthopedics and Traumatology, Integrated Hospital of Traditional Chinese Medicine, Southern Medical University, Guangzhou, China) ,  Huang Wenhua (1National Key Discipline of Human Anatomy, Guangdong Provincial Key Laboratory of Medical Biomechanics, Guangdong Engineering Research Center for Translation of Medical 3D Printing Application, School of Basic Medical Sciences, Southern Medical University, Guangzhou, China) ,  Huang Wenhua (3Department of Orthopedics and Traumatology, Integrated Hospital of Traditional Chinese Medicine, Southern Medical University, Guangzhou, China) ,  Huang Wenhua (4Guangdong Medical Innovation Platform for Translation of 3D Printing Application, The Third Affiliated Hospital of Southern Medical University, Guangzhou, China)
資料名： Frontiers in Bioengineering and Biotechnology (Web)  (Frontiers in Bioengineering and Biotechnology (Web))
巻： 10  ページ： 820921  発行年： 2022年 
JST資料番号： U7059A  ISSN： 2296-4185  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 遠位脛骨の骨折の治療は,解剖のこの部分をカバーする副鼻腔軟部組織により問題となる。本研究は,生体工学的軽量設計めっきと呼ばれる遠位脛骨骨折の低侵襲プレート骨合成のための新規戦略を調査する。動物骨梁骨の構造に続いて,与えられた境界条件内で所望の軽量設計を満たすための内部固定装置の材料レイアウトを再設計するために,トポロジー数学的方法を利用した。結果は,この方式が元の体積を30%まで縮小した後に元の板と同じ安定性を維持することができ,プレートの歪エネルギーの差と構成物間の構成物の最大ノード変位(RP構築物対LP構成体)は統計的に有意ではなかった(p>0.05)ことを示した。構築物の安全評価において,構築物間のプレートのピーク応力は,2倍生理的負荷(p>0.05)下で統計的に有意に異なることを見出した。許容応力を超える板要素の平均応力を解析し,軸方向圧縮応力条件(p>0.05)下で2つの構成体間に統計的に有意な差は見られなかった。ねじり応力条件下の再設計めっき構築物における板要素の平均応力は,ロックめっき構築物(p<0.05)のそれより3.08%少なかった。二重生理的負荷条件の下では,再設計めっき構築物の板の89%とロックめっき構築物の板の要素の85%は板の最大安全応力より低く,410MPa(二次許容応力)であった。トポロジー最適化は,インプラントの体積を減らすことにより,RP構築物の安全性を確実にする一方で,軟組織保護の容量を改善する可能性のある方法を提供する。Copyright 2022 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 位相幾何学 ,  応力 ,  *数値解析 ,  *骨 ,  *最適設計 ,  めっき ,  許容応力 ,  境界条件 ,  生体工学 ,  *脛骨 ,  *骨折 ,  圧縮応力 ,  歪エネルギー ,  軟部組織
準シソーラス用語： *有限要素解析 ,  *生体模倣 ,  *プレート骨接合術 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： 脛骨遠位部骨折 ,  内部固定 ,  低プロファイル ,  プレート ,  トポロジー最適化

分類 (1件)： 運動器系疾患の外科療法  (GG05030O)

引用文献 (55件)：

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タイトルに関連する用語 (8件)： 脛骨 ,  骨折 ,  生体模倣 ,  軽量設計 ,  最適設計 ,  生体 ,  力学的解析 ,  有限要素解析