神戸大学附属図書館デジタルアーカイブ
https://hdl.handle.net/20.500.14094/E0007147

このアイテムのアクセス数:31件（2025-05-22 12:57 集計）

メタデータ

ファイル出力

メタデータID
E0007147
アクセス権
metadata only access
出版タイプ
Not Applicable (or Unknown)
タイトル
膝関節の衝撃力伝達挙動と衝動吸収能について
ヒザ カンセツ ノ ショウゲキリョク デンタツ キョドウ ト ショウドウ キュウシュウ ノウ ニツイテ
その他のタイトル
Impact Force Transmission and Shock Absorbing Properties of the Knee Joint
著者
坪田, 次郎 ; 黒坂, 昌弘 ; 河村, 庄造 ; 岩壷, 卓三
著者名
坪田, 次郎
Tsubota, Jiro
ツボタ, ジロウ
所属機関名
神戸大学医学部整形外科学教室
著者名
黒坂, 昌弘
Kurosaka, Masahiro
クロサカ, マサヒロ
所属機関名
神戸大学医学部整形外科学教室
著者名
河村, 庄造
Kawamura, Shozo
カワムラ, ショウゾウ
所属機関名
神戸大学工学部機械工学科
著者名
岩壷, 卓三
Iwatsubo, Takuzo
イワツボ, タクゾウ
所属機関名
神戸大学工学部機械工学科
言語
Japanese (日本語)
English (英語)
収録物名
神戸大学医学部紀要
Medical journal of Kobe University
巻(号)
55(4)
ページ
137-144
刊行日
1995-07
抄録
膝関節の衝撃の伝達挙動と衝撃吸収能を明らかにするために,自製した落錘式衝撃試験機を用いて新鮮屍体膝の衝撃負荷実験を行った。膝関節は正常の状態から関節の構成要素を順に除去し,最後に人工関節で置換することで剛性の異なる4ステージを作製した。各ステージについて試料の入力端と出力端に設置したロードセルにより衝撃力を計測し,入出力の衝撃波形とそのピーク値の比較を行った。衝撃ピーク値は4ステージ間の比較で剛性が高くなるに従い入出力側とも大きくなったが,各ステージの入力側と出力側の比較ではいずれの場合もそのピーク値は出力側の方が大きくなり,入力された衝撃力が膝関節で吸収され出力側に小さく現れることはなかった。従って入力側と出力側の衝撃力の比較では,衝撃吸収は生じていなかった。しかし剛性が高い場合と低い場合の入力側の衝撃波形を比較してみると,剛性が高い場合には衝撃波の作用時間は短く,そのピーク値は大きかったが,剛性が低くなると逆に作用時間は長く, ピーク値は小さくなった。すなわち剛性が低い場合には負荷された衝撃は軟らかい要素が変形することによりゆっくりと伝達され,入力される衝撃力自体が小さくなり,衝撃は緩和されると考えられた。
To analyze impact force transmission and shock absorbing mechanism in the knee joint, experiments were carried out with cadaveric knees and knee simulated models by utilizing specially designed drop weight tester. Meniscus, articular cartilage and subchondral bone were sequentially dissected to simulate the osteoarthritic knee and total knee joint was placed in the final stage of the experiment. Applied impact load was measured at the proximal end of the femur (input) and distal end of the tibia (output) by using the Kistler type load cells. As the structures around the knee joint were removed, the rigidity of the knee joint increased, and the peak impact force detected both at the input and output side increased. Interestingly, the peak impact force detected at the input side (proximal end of the femur) was always smaller than that detected at the output side (distal end of the tibia). The same phenomenon (smaller peak impact force at the input side) was found in the knee simulated models made by stainless steel, high density polyethylene, rubber and silicon. Analysis of the pattern of the shock wave demonstrated that the duration was short and the peak impact force was high in the knees with more structures dissected (high rigidity model) compared to the intact knee (low rigidity model). It appeared that the applied impact load was transmitted with low velocity with the deformation of the structures when the specimen had less rigidity, thus, the impact force at the input side showed lower value. With this observation, we speculated that the impact force applied to the knee joint was relaxed rather than absorbed during the transmission of the impact force.
キーワード
膝関節
衝撃力伝達
衝撃波
衝撃吸収能
Knee joint
Impact force transmission
Shock wave
Shock absorbing property
カテゴリ
紀要論文