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寒地先端材料研究所(LAM) 積雪寒冷地生活をサポートする医療用装具の安全性・耐久性向上寒地先端材料研究所(LAM) 積雪寒冷地生活をサポートする医療用装具の安全性・耐久性向上

研究概要

積雪寒冷地では、雪や凍結によって装具使用者の活動圏が縮小されがちです。そこで本研究では、装具使用者の安全確保及び活動圏拡大のため、装具の主材料となる高分子化合物(ポリプロピレン)の機械特性を低温曝露による材料の劣化や装具製作の条件及び材料の諸物性等の観点から明らかにし、医療用装具の安全性・耐久性を向上することを目指します。

研究概要研究概要

本学の異分野のエキスパートが英知を結集することによって、義肢使用者はもちろん、装具処方判断を行う医師にとっても有用となるデータの蓄積を進めております。

背景

脳卒中片麻痺患者等のリハビリテーション及び日常生活を支援する医療装具として、ポリプロピレン製の短下肢装具が処方されることが多くなっています。ところが、装具材料のポリプロピレンの規格及び加熱・冷却工程には特に規定が定められておらず、極寒地環境での長期間の使用のためにはさらなる知見を蓄積する必要があります。このため、本研究では、北海道のような寒冷地を活動圏とする装具使用者の安全確保及び活動圏の拡大のために、主材料である高分子化合物(ポリプロピレン)の機械特性に影響する因子を明らかにし、装具材料の安全性に関する知見を整備することを目指します。

研究内容

安全の指標となる機械特性として、引張り試験(変形のしやすさ・しにくさ、破断に必要な力)、衝撃試験(脆さ・強靭さ)等を実施します。
機械特性の変化に関わる因子の候補として以下の3つを挙げ、これらの因子と医療用装具の安全性・耐久性の関係を解明していきます。

装具製作条件

装具材料の加熱、吸引成形による伸張、成形後の冷却固化過程の違いにより、ポリプロピレンの機械特性はどのように変化するか?

極寒地環境曝露

ガラス転移温度を下回る温度(一般には0℃以下)に長期間曝された際に、機械特性はどのように変化するか?

低温・常温の繰り返し

暖房の効いた屋内と、氷点下の屋外との移動を想定した熱サイクルにより、ポリプロピレンの機械特性はどのように変化するか?

評価風景

機械特性評価及び評価手法の確立

装具処方基準評価

成形プロセス評価

装具材料の安全性に関する知見を整備することは、医師の装具処方の判断に生かされ、装具使用者の安全確保及び活動圏の拡大につながります。

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