基本情報

所属

• 工学研究院　機械・宇宙航空工学部門　人間機械システム

職名

• 教授

学位

• 博士（工学）（北海道大学）

連絡先

• todoheng.hokudai.ac.jp

ホームページURL

https://lbd.eng.hokudai.ac.jp/

科研費研究者番号

• 10314402

ORCID ID

•  https://orcid.org/0000-0001-7735-7401

J-Global ID

• 200901079732106115

研究キーワード

• 放射線、X線、粒子線   老化   骨組織   階層構造   アパタイト   骨梁構造   X線回折   残留応力   複合構造   生体材料   骨単位   機械材料・材料力学   生物・生体工学   リモデリング   皮質骨微細構造   最適構造   構造最適性   生体機能利用   放射線,X線,粒子線   格子構造モデル   コラーゲン   バイオメカニクス   骨   個体別モデル   顎関節   計算生体力学   結晶配向性   皮質骨   マイクロストラクチャ   生体骨組織   ハイドロキシアパタイト   骨梁   生体力学   Biomechanics   

研究分野

• ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 材料力学、機械材料
• ライフサイエンス / 生体材料学
• ライフサイエンス / 生体医工学

担当教育組織

•  学士課程　工学部
•  修士課程　工学院
•  博士課程　工学院

職歴

• 2018年04月 - 現在 北海道大学 大学院工学研究院人間機械システムデザイン部門バイオ・ロボティクス分野 教授
• 2010年04月 - 2018年03月 北海道大学 大学院工学研究院人間機械システムデザイン部門バイオ・ロボティクス分野 准教授
• 2009年07月 - 2010年04月 ETH Zurich Institute for Biomechanics Guest Professor
• 2005年04月 - 2010年03月 北海道大学 大学院工学研究科人間機械システムデザイン専攻バイオ・ロボティクス講座 准教授
• 2004年08月 - 2005年03月 北海道大学 大学院工学研究科機械科学専攻設計機能工学講座 助教授
• 2003年04月 - 2004年07月 大阪大学 大学院基礎工学研究科機能創成専攻生体工学領域 助手
• 1999年04月 - 2003年03月 大阪大学 大学院基礎工学研究科システム人間系専攻機械科学分野 助手

学歴

• 1996年04月 - 1999年03月   北海道大学   大学院工学研究科   機械科学専攻
• 1994年04月 - 1996年03月   北海道大学   大学院工学研究科   機械工学第二専攻
• 1990年04月 - 1994年03月   北海道大学   工学部   機械工学第二学科

所属学協会

• American Society of Mechanical Engineers   日本バイオマテリアル学会   日本骨代謝学会   日本バイオレオロジー学会   日本骨形態計測学会   日本生体医工学会   日本臨床バイオメカニクス学会   日本材料学会   日本機械学会   

研究活動情報

論文

• Enhanced Energy Absorption with Bioinspired Composite Triply Periodic Minimal Surface Gyroid Lattices Fabricated via Fused Filament Fabrication (FFF)

  Dawit Bogale Alemayehu, Masahiro Todoh

  Journal of Manufacturing and Materials Processing 2024年04月23日
• Advancing 3D Dental Implant Finite Element Analysis: Incorporating Biomimetic Trabecular Bone with Varied Pore Sizes in Voronoi Lattices

  Dawit Bogale Alemayehu, Masahiro Todoh, Song-Jeng Huang

  Journal of Functional Biomaterials 2024年04月04日
• Enhanced Energy Absorption in Bioinspired Combined TPMS-Gyroid and Walled TPMS-Gyroid Lattice Structure Manufactured via Fused Filament Fabrication (FFF)

  Masahiro Todoh

  2024年03月18日
• A comprehensive sensorimotor control model emulating neural activities for planar human arm reaching movements

  Yongkun Zhao, Mingquan Zhang, Haijun Wu, Shibo Jing, Tianyu Zhou, Masahiro Todoh

  Applied Intelligence 2024年02月07日
• American Sign Language Recognition and Translation Using Perception Neuron Wearable Inertial Motion Capture System

  Yutong Gu, Hiromasa Oku, Masahiro Todoh

  Sensors 2024年01月11日
• Improving Pure Titanium’s Biological and Mechanical Characteristics through ECAP and Micro-Arc Oxidation Processes

  Dawit Bogale Alemayehu, Masahiro Todoh, Jang-Hsing Hsieh, Chuan Li, Song-Jeng Huang

  Micromachines 14 8 1541 - 1541 2023年07月31日 [査読有り]
   

  Pure titanium is limited to be used in biomedical applications due to its lower mechanical strength compared to its alloy counterpart. To enhance its properties and improve medical implants feasibility, advancements in titanium processing technologies are necessary. One such technique is equal-channel angular pressing (ECAP) for its severe plastic deformation (SPD). This study aims to surface modify commercially pure titanium using micro-arc oxidation (MAO) or plasma electrolytic oxidation (PEO) technologies, and mineral solutions containing Ca and P. The composition, metallography, and shape of the changed surface were characterized using X-ray diffraction (XRD), digital optical microscopy (OM), and scanning electron microscope (SEM), respectively. A microhardness test is conducted to assess each sample’s mechanical strength. The weight % of Ca and P in the coating was determined using energy dispersive spectroscopy (EDS), and the corrosion resistance was evaluated through potentiodynamic measurement. The behavior of human dental pulp cell and periodontal cell behavior was also studied through a biomedical experiment over a period of 1-, 3-, and 7-days using culture medium, and the cell death and viability can be inferred with the help of enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) since it can detect proteins or biomarkers secreted by cells undergoing apoptosis or necrosis. This study shows that the mechanical grain refinement method and surface modification might improve the mechanical and biomechanical properties of commercially pure (CP) titanium. According to the results of the corrosion loss measurements, 2PassMAO had the lowest corrosion rate, which is determined to be 0.495 mmpy. The electrode potentials for the 1-pass and 2-pass coated samples are 1.44 V and 1.47 V, respectively. This suggests that the coating is highly effective in reducing the corrosion rate of the metallic CP Ti sample. Changes in the grain size and the presence of a high number of grain boundaries have a significant impact on the corrosion resistance of CP Ti. For ECAPED and surface-modified titanium samples in a 3.6% NaCl electrolyte solution, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) properties are similar to Nyquist and Bode plot fitting. In light of ISO 10993-5 guidelines for assessing in vitro cytotoxicity, this study contributes valuable insights into pulp and periodontal cell behavior, focusing specifically on material cytotoxicity, a critical factor determined by a 30% decrease in cell viability.
• Development of a portable assistive exoskeleton for human arm movements

  Yongkun Zhao, Juzheng Mao, Masahiro Todoh

  ELECTRONICS LETTERS 59 10 2023年05月 [査読有り]
   

  Over the past two decades, the number of people with arm disabilities has dramatically increased. Many researchers have begun to concentrate on developing technologies to address this challenge. Exoskeleton is one of the most successful technologies out of these since it does not require medical staff to accompany the patients and can continually rehabilitate the patients until they regain the ability to move voluntarily. However, the majority of exoskeletons are anchored to the ground and individuals are unable to purchase one due to its high manufacturing costs. Furthermore, since this type of exoskeleton is anchored to the ground, patients must go to hospitals to get rehabilitation services. In this study, a portable assistive exoskeleton for human arm motions is designed to address this problem. This device can carry patients' arms to the desired position by adhering to a prescribed trajectory by medical specialists. The main parts of this exoskeleton are made of polylactic acid and produced using 3D printing technology. Therefore, the total manufacturing costs of the exoskeleton are not excessive and the weight of it is not high as well.
• Neuromechanics-Based Neural Feedback Controller for Planar Arm Reaching Movements

  Yongkun Zhao, Mingquan Zhang, Haijun Wu, Xiangkun He, Masahiro Todoh

  Bioengineering 10 4 2023年04月 [査読有り]
   

  Based on the principles of neuromechanics, human arm movements result from the dynamic interaction between the nervous, muscular, and skeletal systems. To develop an effective neural feedback controller for neuro-rehabilitation training, it is important to consider both the effects of muscles and skeletons. In this study, we designed a neuromechanics-based neural feedback controller for arm reaching movements. To achieve this, we first constructed a musculoskeletal arm model based on the actual biomechanical structure of the human arm. Subsequently, a hybrid neural feedback controller was developed that mimics the multifunctional areas of the human arm. The performance of this controller was then validated through numerical simulation experiments. The simulation results demonstrated a bell-shaped movement trajectory, consistent with the natural motion of human arm movements. Furthermore, the experiment testing the tracking ability of the controller revealed real-time errors within one millimeter, with the tensile force generated by the controller’s muscles being stable and maintained at a low value, thereby avoiding the issue of muscle strain that can occur due to excessive excitation during the neurorehabilitation process.
• American Sign Language Alphabet Recognition Using Inertial Motion Capture System with Deep Learning

  Yutong Gu, Sherrine, Weiyi Wei, Xinya Li, Jianan Yuan, Masahiro Todoh

  Inventions 7 4 2022年12月 [査読有り]
   

  Sign language is designed as a natural communication method for the deaf community to convey messages and connect with society. In American sign language, twenty-six special sign gestures from the alphabet are used for the fingerspelling of proper words. The purpose of this research is to classify the hand gestures in the alphabet and recognize a sequence of gestures in the fingerspelling using an inertial hand motion capture system. In this work, time and time-frequency domain features and angle-based features are extracted from the raw data for classification with convolutional neural network-based classifiers. In fingerspelling recognition, we explore two kinds of models: connectionist temporal classification and encoder-decoder structured sequence recognition model. The study reveals that the classification model achieves an average accuracy of 74.8% for dynamic ASL gestures considering user independence. Moreover, the proposed two sequence recognition models achieve 55.1%, 93.4% accuracy in word-level evaluation, and 86.5%, 97.9% in the letter-level evaluation of fingerspelling. The proposed method has the potential to recognize more hand gestures of sign language with highly reliable inertial data from the device.
• Validate the force-velocity relation of the Hill’s muscle model from a molecular perspective

  Yongkun Zhao, Shihang Ding, Masahiro Todoh

  Frontiers in Bioengineering and Biotechnology 10 2022年10月14日 [査読有り]
  
• 赤外イメージングおよび赤外二色性イメージングによるテトラサイクリン変色歯の評価(Assessment of tetracycline-stained teeth using FTIR imaging and IR dichroism imaging)

  中村 郁哉, 木村 廣美[須田], 横関 健治, 村田 勝, 東藤 正浩, 赤澤 敏之

  Journal of Oral Biosciences Supplement 2022 97 - 97 (一社)歯科基礎医学会 2022年09月
• The role of geometrical features of the microarchitecture in the cancellous stiffness of the bovine femoral bone

  Satoshi Yamada, Koichi Fukasawa, Yuki Suzuki, Yuta Takahashi, Masahiro Todoh, Shigeru Tadano

  MEDICAL ENGINEERING & PHYSICS 105 2022年07月 [査読有り]
   

  This study aims to describe the geometrical features of single trabeculae and their network to explain cancellous stiffness as a representative mechanical function from a strength of materials perspective. Compression tests were performed on cancellous bone specimens dissected from a bovine femur as 5-mm cubes to measure cancellous stiffness. The microarchitecture was determined by microfocus X-ray computed tomography, and conventional morphological indicators were analyzed. The length, orientation, and bifurcation characteristics of each trabecula were analyzed by skeletonizing and linearizing the cancellous bone volume. Multiple regression analyses revealed a significant contribution made to cancellous stiffness by the compressive shape factor of the stiffness of single trabeculae, the trabecular orientation, and the bifurcation count, which evaluated the mean number of connected trabeculae at bifurcation points. Bifurcation count made the most significant contribution to cancellous stiffness. The combination of these geometrical indicators expressed the cancellous stiffness (R-2 = 0.85), which indicated as high accuracy as that explained by bone volume fraction, in specific bones that were not affected by bone disease or aging. The present study demonstrated mechanically important geometrical features of the microarchitecture and indicated their complex contributions to cancellous stiffness underlying the contribution of bone volume fraction.
• Bone biopsy findings in patients receiving long-term bisphosphonate therapy for glucocorticoid-induced osteoporosis.

  Masahiko Takahata, Tomohiro Shimizu, Satoshi Yamada, Tomomaya Yamamoto, Tomoka Hasegawa, Ryo Fujita, Hideyuki Kobayashi, Tsutomu Endo, Yoshinao Koike, Norio Amizuka, Masahiro Todoh, Jun-Ichiro Okumura, Tomomichi Kajino, Norimasa Iwasaki

  Journal of bone and mineral metabolism 40 4 613 - 622 2022年03月25日 [査読有り]
   

  INTRODUCTION: Bisphosphonates (BPs) have been shown to reduce the incidence of vertebral fractures during the first year or two of glucocorticoid (GC) treatments and are therefore recommended as a first-line treatment for GC-induced osteoporosis (GIO). However, there are theoretical concerns about the long-term use of BPs in low-turnover osteoporosis caused by chronic GC therapy. MATERIALS AND METHODS: We analyzed the trabecular microarchitecture, bone metabolism, and material strength of iliac crest bone biopsy samples from 10 female patients with rheumatoid arthritis who received an average of 6.7 years of BP therapy for GIO (GIOBP group), compared with those of 10 age- and bone mineral density (BMD)-matched non-rheumatoid arthritis postmenopausal women (reference group). RESULTS: Patients in the GIOBP group had a significantly greater fracture severity index, as calculated from the number and the extent of vertebral fractures compared with the reference patients. Micro-computed tomography analysis showed that the degree of mineralization and trabecular microarchitecture were significantly lower in the GIOBP group than in the reference patients. Patients in the GIOBP group exhibited lower bone contact stiffness, determined by micro-indentation testing, than in the reference group. The contact stiffness of the bone was negatively correlated with the fracture severity index and the daily prednisolone dosage. Immunohistochemistry and serum bone turnover markers showed decreased osteoclastic activity, impaired mineralization, and an increased fraction of empty lacunae in the GIOBP group. CONCLUSION: Our findings indicate that patients receiving long-term BP for GIO are still at high risk for fragility fractures because of poor bone quality.
• Assessing the friction properties of synovial joint lubrication by tracking pendulum motion

  Yuma SAKAI, Masahiro TODOH

  Journal of Biomechanical Science and Engineering 17 4 22 - 00199 2022年 [査読有り]
  
• American Sign Language Translation Using Wearable Inertial and Electromyography Sensors for Tracking Hand Movements and Facial Expressions.

  Yutong Gu, Chao Zheng, Masahiro Todoh, Fusheng Zha

  Frontiers in neuroscience 16 962141 - 962141 2022年 [査読有り]
   

  A sign language translation system can break the communication barrier between hearing-impaired people and others. In this paper, a novel American sign language (ASL) translation method based on wearable sensors was proposed. We leveraged inertial sensors to capture signs and surface electromyography (EMG) sensors to detect facial expressions. We applied a convolutional neural network (CNN) to extract features from input signals. Then, long short-term memory (LSTM) and transformer models were exploited to achieve end-to-end translation from input signals to text sentences. We evaluated two models on 40 ASL sentences strictly following the rules of grammar. Word error rate (WER) and sentence error rate (SER) are utilized as the evaluation standard. The LSTM model can translate sentences in the testing dataset with a 7.74% WER and 9.17% SER. The transformer model performs much better by achieving a 4.22% WER and 4.72% SER. The encouraging results indicate that both models are suitable for sign language translation with high accuracy. With complete motion capture sensors and facial expression recognition methods, the sign language translation system has the potential to recognize more sentences.
• Chemical Properties of Human Dentin Blocks and Vertical Augmentation by Ultrasonically Demineralized Dentin Matrix Blocks on Scratched Skull without Periosteum of Adult-Aged Rats

  Bowen Zhu, Kenji Yokozeki, Md. Arafat Kabir, Masahiro Todoh, Toshiyuki Akazawa, Masaru Murata

  Materials 2021年12月24日 [査読有り]
  
• Mechanical Properties of Human Concentrated Growth Factor (CGF) Membrane and the CGF Graft with Bone Morphogenetic Protein-2 (BMP-2) onto Periosteum of the Skull of Nude Mice

  Md. Arafat Kabir, Akihiro Hirakawa, Bowen Zhu, Kenji Yokozeki, Mamata Shakya, Bingzhen Huang, Toshiyuki Akazawa, Masahiro Todoh, Masaru Murata

  International Journal of Molecular Sciences 22 21 11331 - 11331 2021年10月20日 [査読有り]
   

  Concentrated growth factor (CGF) is 100% blood-derived, cross-linked fibrin glue with platelets and growth factors. Human CGF clot is transformed into membrane by a compression device, which has been widely used clinically. However, the mechanical properties of the CGF membranes have not been well characterized. The aims of this study were to measure the tensile strength of human CGF membrane and observe its behavior as a scaffold of BMP-2 in ectopic site over the skull. The tensile test of the full length was performed at the speed of 2mm/min. The CGF membrane (5 × 5 × 2 mm3) or the CGF/BMP-2 (1.0 μg) membrane was grafted onto the skull periosteum of nude mice (5-week-old, male), and harvested at 14 days after the graft. The appearance and size of the CGF membranes were almost same for 7 days by soaking at 4 °C in saline. The average values of the tensile strength at 0 day and 7 days were 0.24 MPa and 0.26 MPa, respectively. No significant differences of both the tensile strength and the elastic modulus were found among 0, 1, 3, and 7 days. Supra-periosteal bone induction was found at 14 days in the CGF/BMP-2, while the CGF alone did not induce bone. These results demonstrated that human CGF membrane could become a short-term, sticky fibrin scaffold for BMP-2, and might be preserved as auto-membranes for wound protection after the surgery.
• Bio-functional coating on Ti6Al4V surface produced by using plasma electrolytic oxidation

  Zakaria, A., Shukor, H., Todoh, M., Jusoff, K.

  Metals 10 9 1124 - 1124 2020年08月21日 [査読有り][通常論文]
   

  One way to improve the biofunctionality of titanium alloys is by implementing plasma electrolytic oxidation (PEO) to incorporate bioactive elements such as fluoridated hydroxyapatite, into surface coatings of orthopaedic and dental implants. Hydroxyapatite (HAp) is known as a bioactive coating while fluorapatite (FAp) has an antibacterial effect that would enhance the bio-functionality and reduce the failure rate of orthopaedic and dental implants. The purpose of this study was to develop fluoridated hydroxyapatite as a bio-functional coating on Ti6Al4V with electrolyte containing trisodium orthophosphate, potassium hydroxide, and calcium fluoride. The coating surface and cross-section morphologies were evaluated, and the species in the electrolyte solution were found, and irregular micropores shapes were observed by field emission scanning electron microscopy (FESEM) and energy dispersive spectrometer (EDS). The phase composition of the coating surface containing TiO2 (anatase and rutile), tricalcium orthophosphate, HAp, and FAp was characterized by X-ray diffractometer (XRD). The adhesive strength of the coating was analysed by a micro-scratch test. Simulated body fluid (SBF) immersion test was performed to investigate the bioactivity of the coating. In this study, we demonstrated that the PEO technique has a good potential to develop bio-functional surface modifications that can affect the chemical composition and roughness of the coating surface. The FAp coating may provide insights for subsequent bioactive coatings while improving the antibacterial properties for orthopaedic and dental implants. Future work shall investigate the optimal amount of fluoride in the coating layer that obtains excellent results without causing adverse effects on adjacent tissue.
• Mechanical behavior of biomimetically mineralized collagen matrix using the polymer – induced liquid precursor process

  Lei Zhao, Xingming He, Masahiro Todoh

  Journal of Biomechanics 104 109738 - 109738 2020年05月 [査読有り][通常論文]
  
• 高純度硬化性ゲルによる無細胞移植椎間板組織自然再生誘導法の検討

  辻本 武尊, 須藤 英毅, 東藤 正浩, 山田 勝久, 岩崎 浩司, 大西 貴士, 筌場 大介, 浦 勝郎, 岩崎 倫政

  北海道整形災害外科学会雑誌 62 1 1 - 15 北海道整形災害外科学会 2020年
• 椎間板再生への挑戦 高純度硬化性ゲルによる椎間板再生

  辻本 武尊, 須藤 英毅, 東藤 正浩, 山田 勝久, 大西 貴士, 岩崎 倫政

  日本整形外科学会雑誌 93 8 S1595 - S1595 (公社)日本整形外科学会 2019年09月
• Magnetic resonance imaging T1 and T2 mapping provide complementary information on the bone mineral density regarding cancellous bone strength in the femoral head of postmenopausal women with osteoarthritis.

  Kaori Endo, Masahiko Takahata, Hiroyuki Sugimori, Satoshi Yamada, Shigeru Tadano, Jeffrey Wang, Masahiro Todoh, Yoichi M Ito, Daisuke Takahashi, Kohsuke Kudo, Norimasa Iwasaki

  Clinical biomechanics (Bristol, Avon) 65 13 - 18 2019年05月 [査読有り][通常論文]
   

  BACKGROUND: Since bone mass is not the only determinant of bone strength, there has been increasing interest in incorporating the bone quality into fracture risk assessments. We aimed to examine whether the magnetic resonance imaging (MRI) T1 or T2 mapping value could provide information that is complementary to bone mineral density for more accurate prediction of cancellous bone strength. METHODS: Four postmenopausal women with hip osteoarthritis underwent 3.0-T MRI to acquire the T1 and T2 values of the cancellous bone of the femoral head before total hip arthroplasty. After the surgery, the excised femoral head was portioned into multiple cubic cancellous bone specimens with side of 5 mm, and the specimens were then subjected to microcomputed tomography followed by biomechanical testing. FINDINGS: The T1 value positively correlated with the yield stress (σy) and collapsed stress (σc). The T2 value did not correlate with the yield stress, but it correlated with the collapsed stress and strength reduction ratio (σc/σy), which reflects the progressive re-fracture risk. Partial correlation coefficient analyses, after adjusting for the bone mineral density, showed a statistically significant correlation between T1 value and yield stress. The use of multiple coefficients of determination by least squares analysis emphasizes the superiority of combining the bone mineral density and the MRI mapping values in predicting the cancellous bone strength compared with the bone mineral density-based prediction alone. INTERPRETATION: The MRI T1 and T2 values predict cancellous bone strength including the change in bone quality.
• An acellular bioresorbable ultra-purified alginate gel promotes intervertebral disc repair: A preclinical proof-of-concept study.

  Takeru Tsujimoto, Hideki Sudo, Masahiro Todoh, Katsuhisa Yamada, Koji Iwasaki, Takashi Ohnishi, Naoki Hirohama, Takayuki Nonoyama, Daisuke Ukeba, Katsuro Ura, Yoichi M Ito, Norimasa Iwasaki

  EBioMedicine 37 521 - 534 2018年11月 [査読有り][通常論文]
   

  BACKGROUND: The current surgical procedure of choice for lumbar intervertebral disc (IVD) herniation is discectomy. However, defects within IVD produced upon discectomy may impair tissue healing and predispose patients to subsequent IVD degeneration. This study aimed to investigate whether the use of an acellular bioresorbable ultra-purified alginate (UPAL) gel implantation system is safe and effective as a reparative therapeutic strategy after lumbar discectomy. METHODS: Human IVD cells were cultured in a three-dimensional system in UPAL gel. In addition, lumbar spines of sheep were used for mechanical analysis. Finally, the gel was implanted into IVD after discectomy in rabbits and sheep in vivo. FINDINGS: The UPAL gel was biocompatible with human IVD cells and promoted extracellular matrix production after discectomy, demonstrating sufficient biomechanical characteristics without material protrusion. INTERPRETATION: The present results indicate the safety and efficacy of UPAL gels in a large animal model and suggest that these gels represent a novel therapeutic strategy after discectomy in cases of lumbar IVD herniation. FUND: Grant-in-Aid for the Ministry of Education, Culture, Sports, Science, and Technology of Japan, Japan Agency for Medical Research and Development, and the Mochida Pharmaceutical Co., Ltd.
• 椎間板再生治療における組織修復材の開発

  辻本 武尊, 山田 勝久, 岩崎 浩司, 大西 貴士, 岩崎 倫政, 須藤 英毅, 東藤 正浩

  北海道整形災害外科学会雑誌 60 1 144 - 145 北海道整形災害外科学会 2018年08月
• Changes of residual stress, diaphyseal size, and micro-nano structure in bovine femurs during growth and maturation

  Yamada, S., Onuma, M., Todoh, M., Tadano, S.

  Journal of Biomechanical Science and Engineering 13 3 18-00110  2018年07月 [査読有り][通常論文]
  
• 椎間板再生治療における組織修復材の開発

  辻本 武尊, 須藤 英毅, 東藤 正浩, 山田 勝久, 大西 貴士, 岩崎 倫政

  Journal of Spine Research 9 3 234 - 234 (一社)日本脊椎脊髄病学会 2018年03月
• 椎間板再生治療における組織修復材の開発

  須藤 英毅, 辻本 武尊, 東藤 正浩, 山田 勝久, 大西 貴士, 岩崎 倫政

  日本バイオマテリアル学会大会予稿集 39回 96 - 96 日本バイオマテリアル学会 2017年11月
• 椎間板変性と再生医療 椎間板再生治療における組織修復材の開発

  須藤 英毅, 辻本 武尊, 東藤 正浩, 山田 勝久, 大西 貴士, 岩崎 倫政

  日本整形外科学会雑誌 91 8 S1692 - S1692 (公社)日本整形外科学会 2017年08月
• Autoimmune arthritis deteriorates bone quantity and quality of periarticular bone in a mouse model of rheumatoid arthritis

  T. Shimizu, M. Takahata, H. Kimura-Suda, Y. Kameda, K. Endo, H. Hamano, S. Hiratsuka, M. Ota, D. Sato, T. Ito, M. Todoh, S. Tadano, N. Iwasaki

  OSTEOPOROSIS INTERNATIONAL 28 2 709 - 718 2017年02月 [査読有り][通常論文]
   

  This study showed that autoimmune arthritis induces especially severe osteoporosis in the periarticular region adjacent to inflamed joints, suggesting that arthritis increases the fragility fracture risk near inflamed joints, which is frequently observed in patients with RA. Periarticular osteoporosis near inflamed joints is a hallmark of early rheumatoid arthritis (RA). Here we show that rheumatic inflammation deteriorates the bone quality and bone quantity of periarticular bone, thereby decreasing bone strength and toughness in a mouse model of RA. Female BALB/c mice and SKG mice, a mutant mouse model of autoimmune arthritis on the BALB/c background, were used. At 12 weeks of age, BALB/c mice underwent either Sham surgery or bilateral ovariectomy (OVX), and SKG mice underwent intraperitoneal injection of mannan to induce arthritis. Eight weeks later, the mice were killed and the femurs and tibias were subjected to micro-computed tomography, Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopic imaging, X-ray diffraction, histology, and mechanical testing. SKG mice developed significant trabecular bone loss in both the distal metaphysis of the femur and the lumbar vertebral body, but the extent of the bone loss was more severe in the distal metaphysis. Neither SKG nor OVX mice exhibited changes in the geometry and matrix properties of the diaphysis of the femur, whereas SKG mice, but not OVX mice, did exhibit changes in these properties in the distal metaphysis of the femur. Bone strength and fracture toughness of the distal metaphysis of the tibia adjacent to the inflamed ankle joint were significantly decreased in SKG mice. Autoimmune arthritis induces periarticular osteoporosis, characterized by deterioration of cortical bone geometry and quality as well as by trabecular bone loss, leading to severe bone fragility in periarticular bone adjacent to inflamed joints.
• X線回折による皮質骨有機・無機複合ナノ構造の力学解析

  東藤 正浩

  生体医工学 55 5 490 - 490 公益社団法人 日本生体医工学会 2017年 

  Bone is often regarded as a composite material consisting of mineral particles and organic matrix (mostly Type I collagen) on a microscopic scale. The mechanical properties of bone tissues at a macroscopic scale depend on the structural organization and properties of constituents in the microscopic scale. It is the interaction between the mineral and organic material that determines the mechanical properties. However, both mechanical behaviors of mineral and collagen phases are not clear yet. In this study, to clear both mechanical behaviors of collagen matrix and apatite crystals in bone, the cortical bone samples were collect from bovine femoral diaphysis. The microscopic mechanical behaviors of both mineral particles of apatite and collagen matrix in bone tissues were observed by wide angle X-ray diffraction (WAXD) and small angle X-ray scattering (SAXS), respectively. In combination with micro-tensile device, both strains of mineral and collagen phases were measured.

• ビタミンK依存性グラ化オステオカルシンは副甲状腺ホルモン製剤の骨治癒効果に影響する

  清水智弘, 高畑雅彦, 亀田裕亮, 濱野博基, 伊藤哲平, 木村(須田)廣美, 東藤正浩, 但野茂, 岩崎倫政

  北海道整形災害外科学会雑誌 58 1 9‐14 - 14 北海道整形災害外科学会 2016年10月 [査読有り][通常論文]
   

  テリパラチド(PTH1-34)は骨治癒効果を促進し骨量増加効果を有する。ビタミンKはタンパクをグラ化するために必要なため骨器質の石灰化に重要な役割を果たす。それゆえ、低栄養状態によるビタミンK不足やビタミンK拮抗剤であるワーファリン投与を受けている場合にはPTH1-34の骨治癒効果に影響する可能性がある。そこで本研究ではラット大腿骨骨切りモデルを用いて、ビタミンKがPTH1-34の骨治癒効果に影響するかどうかを調査した。12週齢の雌のSDラットの大腿骨骨切りモデルを作成し、ランダムに以下の4群に分けた(n=10)。Vehicle、PTH1-34(30μg/kg/day連日皮下注射)と生理食塩水(週3回経口投与)、PTH1-34とワーファリン(0.4mg/kg/day週3回経口投与)、PTH1-34とビタミンK2(menatetrenone、30mg/kg/day週3回経口投与)。血清Gla化、Glu化オステオカルシン濃度と骨治癒の画像的評価を2週毎に評価し、8週後にマイクロCT評価と組織学的評価と力学試験を行った。PTH1-34投与により仮骨の骨密度増加だけでなく、骨治癒に伴うGla化オステオカルシン濃度の上昇と力学的特性の改善を認めた。ワーファリン追加投与することによりPTH1-34投与による骨治癒効果が減弱した。これはグラ化オステオカルシンの欠乏による石灰化障害による可能性が考えられた。PTH1-34とビタミンK2の併用は餌によって充足された状態でのPTH1-34単独投与と比較して有意な優位性はなかったが、ワーファリンやビタミンK2の使用に関わらず、グラ化オステオカルシン濃度がPTH1-34使用下の骨切り部の力学的強度は相関した。これらの結果はビタミンK依存性グラ化オステオカルシンの充足がPTH1-34の骨治癒効果に影響することを示唆している。(著者抄録)
• Structural strength of cancellous specimens from bovine femur under cyclic compression

  Kaori Endo, Satoshi Yamada, Masahiro Todoh, Masahiko Takahata, Norimasa Iwasaki, Shigeru Tadano

  PEERJ 4 e1562  2016年01月 [査読有り][通常論文]
   

  The incidence of osteoporotic fractures was estimated as nine million worldwide in 2000, with particular occurrence at the proximity of joints rich in cancellous bone. Although most of these fractures spontaneously heal, some fractures progressively collapse during the early post-fracture period. Prediction of bone fragility during progressive collapse following initial fracture is clinically important. However, the mechanism of collapse, especially the gradual loss of the height in the cancellous bone region, is not clearly proved. The strength of cancellous bone after yield stress is difficult to predict since structural and mechanical strength cannot be determined a priori. The purpose of this study was to identify whether the baseline structure and volume of cancellous bone contributed to the change in cancellous bone strength under cyclic loading. A total of fifteen cubic cancellous bone specimens were obtained from two 2-year-old bovines and divided into three groups by collection regions: ferrioral head, neck, and proximal metaphysic. Structural indices of each 5-mm cubic specimen were determined using micro-computed tomography. Specimens were then subjected to five cycles of uniaxial compressive loading at 0.05 mm/min with initial 20 N loading, 0.3 min displacement, and then unloading to 0.2 mm with 0.1 mm displacement for five successive cycles. Elastic modulus and yield stress of cancellous bone decreased exponentially during five loading cycles. The decrease ratio of yield stress from baseline to fifth cycle was strongly correlated with bone volume fraction (BV/TV, r = 0.96, p < 0.01) and structural model index (SMI, r = 0.81, p < 0.01). The f decrease ratio of elastic modulus from baseline to cycle was also correlated with BV/TV (r = 0.80, p < 0.01) and SMI (r-= 0.78, p < 0.01). These data indicate that structural deterioration of cancellous bone is associated with bone strength after yield stress. This study suggests that baseline cancellous bone structure estimated from adjacent non-fractured bone contributes to the cancellous bone strength during collapse.
• A Novel Bone Marrow Stimulation Technique Augmented by Administration of Ultrapurified Alginate Gel Enhances Osteochondral Repair in a Rabbit Model

  Rikiya Baba, Tomohiro Onodera, Daisuke Momma, Masatake Matsuoka, Kazutoshi Hontani, Sameh Elmorsy, Kaori Endo, Masahiro Todoh, Shigeru Tadano, Norimasa Iwasaki

  TISSUE ENGINEERING PART C-METHODS 21 12 1263 - 1273 2015年12月 [査読有り][通常論文]
   

  Cartilage injuries are a common health problem resulting in the loss of daily activities. Bone marrow stimulation technique, one of the surgical techniques for the cartilage injuries, is characterized by technical simplicity and less invasiveness. However, it has been shown to result in fibrous or fibrocartilaginous repair with inferior long-term results. This study focused on using ultrapurified alginate gel (UPAL gel) as an adjuvant scaffold in combination with a bone marrow stimulation technique. The objective of this study was to assess the efficacy of a bone marrow stimulation technique augmented by UPAL gel in a rabbit osteochondral defect model. To achieve this goal, three experimental groups were prepared as follows: defects without intervention, defects treated with a bone marrow stimulation technique, and defects treated with a bone marrow stimulation technique augmented by UPAL gel. The macroscopic and histological findings of the defects augmented by UPAL gel improved significantly more than those of the others at 16 weeks postoperatively. The combination technique elicited hyaline-like cartilage repair, unlike bone marrow stimulation technique alone. This combination procedure has the potential of improving clinical outcomes after use of a bone marrow stimulation technique for articular cartilage injuries.
• Therapeutic effects of intra-articular ultra-purified low endotoxin alginate administration on an experimental canine osteoarthritis model

  Yukinori Tsukuda, Tomohiro Onodera, Masayuki Ito, Yasuharu Izumisawa, Yasuhiko Kasahara, Tatsuya Igarashi, Nobuo Ohzawa, Masahiro Todoh, Shigeru Tadano, Norimasa Iwasaki

  JOURNAL OF BIOMEDICAL MATERIALS RESEARCH PART A 103 11 3441 - 3448 2015年11月 [査読有り][通常論文]
   

  Objective: This study aimed to elucidate the therapeutic effects of intra-articular administration of ultra-purified low endotoxin alginate (UPLE-alginate) on osteoarthritis (OA) using a canine anterior cruciate ligament transection (ACLT) model. Design: We used 20 beagle dogs. ACLT was performed on the left knee of each dog and a sham operation was performed on the right knee as a control. All animals were randomly divided into the control (saline) and therapeutic (UPLE-alginate) groups. Animals in the control and therapeutic groups received weekly injections with 0.7 mL normal saline or 0.7 mL 0.5% UPLE-alginate, respectively, from 0 to 3 weeks after ACLT or sham operation. At 9 weeks after ACLT, the knee joints of all animals were observed using arthroscopy. All animals were euthanized at 14 weeks after ACLT and evaluated using morphologic assessment, histologic assessment, and biomechanical testing. Results: Arthroscopic findings showed intact cartilage surface in both groups. Morphologic findings in the therapeutic group showed milder degeneration compared with those of the control group, but there were no significant differences between groups. Histologic scores of the medial femoral condyle (MFC) and lateral femoral condyle (LFC) were better in the therapeutic group than the control group (MFC: p=0.009, LFC: p=0.009). Joint lubrication did not differ significantly between groups. Conclusion: Intra-articular administration of UPLE-alginate in the early stage of OA slowed disease progression in canines. UPLE-alginate may have potential as a therapeutic agent for OA patients and reduce the number of patients who need to undergo total joint arthroplasty. (c) 2015 Wiley Periodicals, Inc. J Biomed Mater Res Part A: 103A: 3441-3448, 2015.
• Observation of Mechanical Responses of Mineral and Organic Phases in Bone Tissue by Raman Spectroscopy

  TODOH Masahiro, TADANO Shigeru

  Proceedings. International Conference on Flow Dynamics (CD-ROM) 12th 342‐343  2015年 [査読無し][通常論文]
  
• Vitamin K-dependent carboxylation of osteocalcin affects the efficacy of teriparatide (PTH1-34) for skeletal repair

  Tomohiro Shimizu, Masahiko Takahata, Yusuke Kameda, Hiroki Hamano, Teppei Ito, Hiromi Kimura-Suda, Masahiro Todoh, Shigeru Tadano, Norimasa Iwasaki

  BONE 64 95 - 101 2014年07月 [査読有り][通常論文]
   

  Teriparatide (PTH1-34) promotes skeletal repair and increases bone mass. Vitamin K is involved in bone mineralization as a coenzyme of gamma-carboxylase for Gla proteins, and therefore vitamin K insufficiency caused by malnutrition or therapeutic intake of the vitamin K antagonist warfarin could affect the efficacy of PTH1-34 therapy for bone repair. In the present study, we investigated whether vitamin K influences the efficacy of PTH1-34 therapy for bone repair in a rat osteotomy model. Female 12-week-old Sprague-Dawley rats were subjected to a closed midshaft osteotomy of the femur and randomized into four groups (n = 10 per group): vehicle, PTH1-34 (daily 30 mu g/kg/day subcutaneous injection) + solvent (orally, three times a week), PTh1-34 + warfarin (0.4 mg/kg/day orally, three times a week), and PTH1-34 + vitamin K-2 (menatetrenone, 30 mg/kg/day orally, three times a week). Serum gamma-carboxylated and uncarboxylated osteocalcin (Gla-OC and Glu-OC) levels and radiographic healing were monitored every 2 weeks. Skeletal repair was assessed by micro-computed tomography, mechanical testing, and histology at 8 weeks after surgery. PTH1-34 amplified the osteotomy-induced increase in Gla-OC and improved the mechanical properties as well as the volumetric bone mineral tissue density of the fracture callus. Concurrent use of warfarin decreased the response to PTH1-34 therapy in terms of mechanical recovery, probably by impairing mineralization due to the lack of Gla-OC. Although the effects of combination therapy with PTH1-34 and vitamin K-2 on bone repair did not significantly exceed those of PTH1-34 monotherapy in rats fed sufficient dietary vitamin K, postoperative Gla-OC levels were correlated with the mechanical properties of the osteotomized femur in PTH1-34-treated rats regardless of the use of warfarin or vitamin K-2. These findings suggest the importance of vitamin K dependent gamma-carboxylation of DC for realizing the full effects of PTH1-34 on skeletal repair. (C) 2014 Elsevier Inc. All rights reserved.
• 副甲状腺ホルモン製剤とビタミンK投与によりラット大腿骨骨折仮骨のコラーゲン配向性が改善し、骨強度の回復を促進する

  伊藤 哲平, 清水 智弘, 東藤 正浩, 高畑 雅彦, 木村 廣美[須田]

  日本骨代謝学会学術集会プログラム抄録集 32回 294 - 294 (一社)日本骨代謝学会 2014年07月
• ビタミンK依存性Gla化蛋白オステオカルシンはテリパラチドの骨治癒促進効果に影響する

  清水 智弘, 高畑 雅彦, 亀田 裕亮, 濱野 博基, 平塚 重人, 伊藤 哲平, 木村 廣美[須田], 東藤 正浩, 但野 茂, 岩崎 倫政

  日本骨代謝学会学術集会プログラム抄録集 32回 223 - 223 (一社)日本骨代謝学会 2014年07月
• ビタミンK依存性Gla化蛋白オステオカルシンはテリパラチドの骨治癒促進効果に影響する

  清水 智弘, 高畑 雅彦, 亀田 裕亮, 濱野 博基, 伊藤 哲平, 木村 廣美[須田], 東藤 正浩, 但野 茂, 岩崎 倫政

  日本骨形態計測学会雑誌 24 2 S117 - S117 日本骨形態計測学会 2014年05月
• Characterization of Bone Quality in Rat Femur Performed Combination Therapy with PTH1-34 and Vitamin K-2 Using FTIR Imaging.

  Teppei Ito, Tomohiro Shimizu, Masahiro Todoh, Masahiko Takahata, Hiromi Kimura-Suda

  JOURNAL OF BONE AND MINERAL RESEARCH 29 S131 - S132 2014年02月 [査読有り][通常論文]
  
• Chondroprotective effects of high-molecular-weight cross-linked hyaluronic acid in a rabbit knee osteoarthritis model

  S. Elmorsy, T. Funakoshi, F. Sasazawa, M. Todoh, S. Tadano, N. Iwasaki

  OSTEOARTHRITIS AND CARTILAGE 22 1 121 - 127 2014年01月 [査読有り][通常論文]
   

  Objectives: We hypothesized that high-molecular-weight (MW) cross-linked (CL) hyaluronic acid (HA) improves joint lubrication and has an enhanced chondroprotective effect. We examined the histopathological changes and friction coefficients in osteoarthritic knee joints after injecting high-MW CL HA. Design: A bilateral anterior cruciate ligament transection (ACLT) model in 20 Japanese white rabbits was used. From week 5 after transection, low-MW HA (0.8 x 10(6) Da; HA80) or high-MW CL HA (6 x 10(6) Da; HA600) was injected weekly into 10 right knee for 3 weeks; normal saline (NS) was injected into the 10 left knee. A sham operation was undertaken to exclude spontaneous osteoarthritis (OA) in five knees. Results were evaluated with macroscopy, histopathology (Kikuchi's score), biomechanical testing, and rheological assessment of the joint fluid viscoelasticity. Statistical analysis was performed using one-way analysis of variance with a 95% confidence interval (CI) (P < 0.05). Results: The macroscopic findings showed severely damaged cartilage in 30% of the NS group and 20% of the HA80 and HA600 groups and intact cartilage in 100% of the sham group. The histological scores and friction coefficients of the HA600 group were significantly lower than those of the NS group (P = 0.007 and P = 0.002, respectively). Viscoelasticity measurements of the joint fluid showed no significant differences between the three treatment groups. Conclusion: High-MW CL HA exerts potential chondroprotective effects and produces superior friction coefficients. Our results suggest that HA600 delays the progression of OA effectively and improves joint lubrication significantly. (C) 2013 Osteoarthritis Research Society International. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.
• Mechanical analysis of mineral and collagen phases in bone by Raman spectroscopy

  Masahiro Todoh, S. Tadano

  IFMBE Proceedings 43 347 - 348 2014年 [査読有り][通常論文]
   

  Bone is often regarded as a composite of mineral particles of apatite crystals and organic matrix of Type I collagen in microscopic scale. The aim of this study are to observe the mechanical behaviors of mineral and collagen phases in bone tissues by using Raman spectroscopy, and to investigate the effects of mechanical properties related to bone ageing. Cortical bone specimens of bovine femoral diaphyses (Age: 23 months and 9 years old) were prepared, where the longer edges of specimens were aligned to the parallel or perpendicular to the femoral axis. Raman microscope system was used for the analysis of mechanical response of bone tissue under tensile loading by the micro-tensile device. The relationship between the Raman shift and applied stress were investigated by analyzing the Raman spectrum of bone tissues. From all experiments, the Raman shifts of mineral and collagen phases to lower wave numbers were observed with increase of applied tensile stress. The changes in Raman shifts under femoral axial stress were relatively larger than that under circumferential stress. Also, the changes in the collagen shifts of 9-year old bone tissue significantly increased compared with 23-month old one. From these results, the Raman shifts of mineral and collagen phases in bone tissues were well related to the applied tensile stress. In addition, those relationships were dependent to the mechanical properties related to structural anisotropy or degree of ageing. It was confirmed that the mechanical analysis by Raman spectroscopy was sufficiently useful for the bone quality assessment for bone degeneration as osteoporosis.
• テリパラチドによる骨治癒促進効果にはビタミンK依存性Gla化蛋白オステオカルシンの充足が必要である

  清水 智弘, 高畑 雅彦, 亀田 裕亮, 東藤 正浩, 但野 茂, 岩崎 倫政

  日本整形外科学会雑誌 87 8 S1379 - S1379 (公社)日本整形外科学会 2013年08月
• Orientation and deformation of mineral crystals in tooth surfaces

  Kazuhiro Fujisaki, Masahiro Todoh, Atsushi Niida, Ryota Shibuya, Shunsuke Kitami, Shigeru Tadano

  JOURNAL OF THE MECHANICAL BEHAVIOR OF BIOMEDICAL MATERIALS 10 176 - 182 2012年06月 [査読有り][通常論文]
   

  Tooth enamel is the hardest material in the human body, and it is mainly composed of hydroxyapatite (HAp)-like mineral particles. As HAp has a hexagonal crystal structure, X-ray diffraction methods can be used to analyze the crystal structure of HAp in teeth. Here, the X-ray diffraction method was applied to the surface of tooth enamel to measure the orientation and strain of the HAp crystals. The c-axis of the hexagonal crystal structure of HAp was oriented to the surface perpendicular to the tooth enamel covering the tooth surface. Thus, the strain of HAp at the surface of teeth was measured by X-ray diffraction from the (004) lattice planes aligned along the c-axis. The X-ray strain measurements were conducted on tooth specimens with intact surfaces under loading. Highly accurate strain measurements of the surface of tooth specimens were performed by precise positioning of the X-ray irradiation area during loading. The strains of the (004) lattice plane were measured at several positions on the surface of the specimens under compression along the tooth axis. The strains were obtained as tensile strains at the labial side of incisor tooth specimens. In posterior teeth, the strains were different at different measurement positions, varying from tensile to compressive types. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.
• In vitro laser bonding of bovine cortical bone specimen and TCP-glass ceramics

  Taira Ogita, Masaru Kanaoka, Masahiro Todoh, Shigeru Tadano

  Journal of Biomechanical Science and Engineering 7 2 248 - 258 2012年 [査読有り][通常論文]
   

  Orthopedic implants are widely used to fix a bone or to replace the articulating surface of a joint. Implant surgeries are performed only by highly specialized and trained surgeons. It is quite important to develop a technique that can bond bone and implant materials directly. Laser processing with high energy density is an effective tool for bonding different materials in a very short time with a high positional accuracy. In this study, to investigate the possibility of laser bonding living bones and bioceramics, an in-vitro laser processing technique was developed for bonding a bovine cortical bone specimen with a ceramics composed of synthetic tricalcium phosphate (TCP) and MgO-Al2O3-SiO2-glass (TG ceramics). By irradiating the surface of the bone specimen with a laser beam, a microporous foam-like substance was generated that bonded the bone specimen with the TG ceramics in a manner similar to spot welding. The bonding strength was defined as the shear stress between the interface of the bone specimen and the ceramics specimen. It was found that the strength of the bond increased with an increase in the duration of laser irradiation. © 2012 by JSME.
• Therapeutic Effects of Intra-Articular Ultrapurified Low Endotoxin Alginate Administration on Experimental Osteoarthritis in Rabbits

  Tatsuya Igarashi, Norimasa Iwasaki, Daisuke Kawamura, Yukinori Tsukuda, Yasuhiko Kasahara, Masahiro Todoh, Shigeru Tadano, Akio Minami

  CARTILAGE 3 1 70 - 78 2012年01月 [査読有り][通常論文]
   

  Objective: We have developed an ultrapurified low endotoxin alginate (UPLE alginate), which can drastically reduce endotoxin levels. Our purposes were to examine the effects of UPLE alginate administration on osteoarthritis (OA) progression and to determine the adequate molecular weight of the UPLE alginate for therapeutic effects. Design: To induce knee OA, 35 Japanese White rabbits underwent anterior cruciate ligament transection. Intra-articular injections of 0.3 mL solution of each material were started at 4 weeks postoperatively for a total of 5 weekly injections. Seventy knees were divided into the following groups: AL430 (430 kDa molecular weight UPLE alginate), AL1000 (1,000 kDa), AL1700 (1,700 kDa), HA (hyaluronan), and NS (normal saline). At 9 weeks postoperatively, all knees were assessed macroscopically, histologically, and mechanically. Results: Macroscopically, the UPLE alginate groups exhibited milder cartilage degradation compared to that of the NS and HA groups. Histological findings of the UPLE alginate groups showed an obvious reduction in the severity of OA. The histological scores of Kikuchi et al. were superior in the alginate treatment groups compared to the NS group. The friction coefficient of the AL1000 group was significantly lower than that of the NS and HA groups. Conclusion: This study indicates that our UPLE alginates, especially AL1000, have promising potential as an effective agent in preventing OA progression.
• 下顎骨インプラント傾斜埋入モデル3次元有限要素解析における最適な拘束条件の検討

  仲井太心, 仲西康裕, 堤 浩一郎, 越智守生, 東藤正浩, 但野 茂

  顎顔面バイオメカニクス学会誌 18 1 16 - 22 2012年 [査読有り][通常論文]
  
• ハイドロキシアパタイト焼結体のレーザ接合性

  荻田平, 但野茂, 東藤正浩, 金岡優

  日本機械学会論文集C編 77 774 537 - 544 一般社団法人 日本機械学会 2011年02月 [査読有り][通常論文]
   

  Orthopaedic implants have been fixed to bone tissue by other artificial materials such as bone cement or clinical screws. It is important to develop the bonding technique between bone and implant materials directly. Laser technique with high energy density is effective tool for bonding the different materials in short duration precisely. In this study, the laser technique for the bonding of bone and implant material has been proposed. The applications of laser technique were examined for the sintered (HAp), glass-added hydroxyapatite (G-HAp) and bone tissue. As a result of laser irradiation on brittle HAp, the cracks appeared near the melting region. However, on G-HAp containing cordierite-glass ceramics with a low linear expansion coefficient, crack-generation was reduced and performance of laser processing improved. The application for the bonding of bone and G-HAp showed that a sufficient bonding was achieved by the generation of melting region of HAp and bone with cavities by the evaporation of bone tissue.
• Residual stress distribution in the bovine femoral diaphysis measured by synchrotron

  Satoshi YAMADA, Shigeru TADANO, Masahiro TODOH, Kazuhiro FUJISAKI

  Journal of Biomechanical Science and Engineering 6 2 114 - 124 The Japan Society of Mechanical Engineers 2011年 [査読有り][通常論文]
   

  The presence of residual stresses in bone tissue has been noted, and the authors have reported that there are residual stresses in bone tissue. The tensile residual stresses in the bone axial direction on the cortical surface of the bovine femoral diaphyses were measured by X-ray diffraction method with characteristic Mo-Kα X-rays. However, then the residual stresses inside the cortical bone could not be accurately determined. The study here used synchrotron white X-rays obtained from the BL28B2 beam line at SPring-8 and was able to measure the residual stresses in the bovine femoral diaphysis in depth. The measurement positions in the diaphysis specimen were at 1 mm intervals from the outer surface to the inner surface of the specimen in four parts of the diaphysis: anterior, posterior, lateral, and medial. The results showed that the residual stresses in the bone axial direction at the outer cortical surface were tensile and the stresses in the inner positions of the cortical bone were compressive. In the anterior part, the residual stress at the surface was 24.7 MPa. From 2 mm to 10 mm depths inside the diaphysis, compressive residual stresses were measured and the average of these stresses was -9.0 MPa.
• ホタテ貝炭酸カルシウムを用いた骨充填材に関する研究

  新井田淳, 廣瀬由紀人, 東藤正浩, 但野 茂, 越智守生

  顎顔面バイオメカニクス学会誌 17 1 1 - 8 2011年 [査読有り][通常論文]
  
• Residual Stresses at the Cortical Bone of the Rabbit Extremities

  S. Yamada, S. Tadano, M. Todoh, K. Fujisaki

  6TH WORLD CONGRESS OF BIOMECHANICS (WCB 2010), PTS 1-3 31 780 - + 2010年 [査読有り][通常論文]
   

  Residual stress in bone tissue plays an important role in a mechanical strength. The aim of this study is to measure the residual stress of the bone axial direction at the cortical surface of the diaphysis in rabbit extremities. Cortical bone is a composite material composed of hydroxyapatite (HAp) crystals and collagen fibers in the nanoscale. X-ray diffraction can be used to measure the interplanar spacing of HAp crystals in the cortical bone, and then the lattice strain can be calculated by the deformation of the interplanar spacing from a reference state. We have proposed the sin(2)psi method of X-ray diffraction as the method for residual stress measurements in bone tissue. In the method, the residual stress can be estimated from the deformation of the interplanar spacings orientated to many directions in HAp crystals. In this experiment, the rabbit extremities were used: femur, tibia / fibula, humerus, and radius) ulna. The residual stresses of the bone axial direction were measured at anterior and posterior positions on the cortical surface of the middle diaphysis of each bone specimen. These specimens were kept in saline until just before the X-ray measurements. The tensile residual stresses were observed for the bone axial direction at the cortical surface of every specimen. The mean value of residual stresses at the hindlimb bones was 1.4 times higher than that at the forelimb bones. In the femur, the residual stress at the anterior position was larger than that at the posterior position, while in the tibia, the residual stress at the posterior position was larger than that at the anterior position. In the forelimb bones, the residual stresses at the anterior positions were larger than that at the posterior positions.
• Gait posture estimation using wearable acceleration and gyro sensors

  Ryo Takeda, Shigeru Tadano, Akiko Natorigawa, Masahiro Todoh, Satoshi Yoshinari

  JOURNAL OF BIOMECHANICS 42 15 2486 - 2494 2009年11月 [査読有り][通常論文]
   

  A method for gait analysis using wearable acceleration sensors and gyro sensors is proposed in this work. The volunteers wore sensor units that included a tri-axis acceleration sensor and three single axis gyro sensors. The angular velocity data measured by the gyro sensors were used to estimate the translational acceleration in the gait analysis. The translational acceleration was then subtracted from the acceleration sensor measurements to obtain the gravitational acceleration, giving the orientation of the lower limb segments. Segment orientation along with body measurements were used to obtain the positions of hip, knee, and ankle joints to create stick figure models of the volunteers. This method can measure the three-dimensional positions of joint centers of the hip, knee, and ankle during movement. Experiments were carried out on the normal gait of three healthy volunteers. As a result, the flexion-extension (F-E) and the adduction-abduction (A-A) joint angles of the hips and the flexion-extension (F-E) joint angles of the knees were calculated and compared with a camera motion capture system. The correlation coefficients were above 0.88 for the hip F-E, higher than 0.72 for the hip A-A, better than 0.92 for the knee F-E. A moving stick figure model of each volunteer was created to visually confirm the walking posture. Further, the knee and ankle joint trajectories in the horizontal plane showed that the left and right legs were bilaterally symmetric. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.
• Relationship between Tissue Stress and HAp Lattice Strain in Bovine Cortical Bone

  Tadano, S, Giri, B, Fujisaki, K, Todoh, M

  Proceedings of Third Switzerland-Japan Workshop on Biomechanics 2009 (SJB2009) 53  2009年09月 [査読有り][招待有り]
  
• Effect of Collagen Denaturation on Mechanical Properties of Bone

  Todoh, M, Tadano, S

  Proceedings of Third Switzerland-Japan Workshop on Biomechanics 2009 (SJB2009) 79  2009年09月 [査読有り][招待有り]
  
• Characterization of Mineral Crystallites Deformation Under Tensile Loading

  Giri, B, Tadano, S, Fujisaki, K, Todoh, M

  Proceedings of 4th Asian Pacific Conference on Biomechanics 68 - 69 2009年04月 [査読有り][通常論文]
  
• Gait analysis using gravitational acceleration measured by wearable sensors

  Ryo Takeda, Shigeru Tadano, Masahiro Todoh, Manabu Morikawa, Minoru Nakayasu, Satoshi Yoshinari

  JOURNAL OF BIOMECHANICS 42 3 223 - 233 2009年02月 [査読有り][通常論文]
   

  A novel method for measuring human gait posture using wearable sensor units is proposed. The sensor units consist of a tri-axial acceleration sensor and three gyro sensors aligned on three axes. The acceleration and angular velocity during walking were measured with seven sensor units worn on the abdomen and the lower limb segments (both thighs, shanks and feet). The three-dimensional positions of each joint are calculated from each segment length and joint angle. joint angle can be estimated mechanically from the gravitational acceleration along the anterior axis of the segment. However. the acceleration data during walking includes three major components; translational acceleration, gravitational acceleration and external noise. Therefore, an optimization analysis was represented to separate only the gravitational acceleration from the acceleration data. Because the cyclic patterns of acceleration data can be found during constant walking, a FFT analysis was applied to obtain some characteristic frequencies in it. A pattern of gravitational acceleration was assumed using some parts of these characteristic frequencies. Every joint position was calculated from the pattern under the condition of physiological motion range of each joint. An optimized pattern of the gravitational acceleration was selected as a solution of an inverse problem. Gaits of three healthy Volunteers were measured by walking for 20s on a flat floor. As a result, the acceleration data of every segment was measured simultaneously. The characteristic three-dimensional walking could be shown by the expression using a stick figure model. In addition, the trajectories of the knee joint in the horizontal plane could be checked by visual imaging on a PC. Therefore, this method provides important quantitive information for gait diagnosis. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.
• Effect of gradual demineralization on the mineral fraction and mechanical properties of cortical bone

  Masahiro Todoh, Shigeru Tadano, Bijay Giri, Masahiro Nishimoto

  Journal of Biomechanical Science and Engineering 4 2 230 - 238 2009年 [査読有り][通常論文]
   

  Bone is often regarded as a composite material consisting of hydroxyapatite (HAp-like) mineral particles, organic matrix (mostly Type I collagen) and water phases in microscopic scale. The mechanical properties of bone at macroscopic scale depend on the structural organization and properties of constituents in the microscopic scale. In the attempts of understanding the effect of microscopic constituent on the mechanical properties of bone, the relationship between mechanical properties and mineral content of intact or completely demineralized samples have been studied. Even a slight alteration in the mineral content would have significant effect on the mechanical properties. In this work, the effect of degree of demineralization to the mechanical properties of bovine cortical bone was examined by gradually removing the mineral content and measuring constituents at every step till almost no traces of minerals were observed. Specimens were demineralized in 10% disodium EDTA solutions for 12, 24, 48, 72 hours and 14 days. The volume fraction of each structural constituent in the demineralized specimens was calculated from their X-ray absorption characteristics and quantifying transmitted X-ray intensity. Tensile tests were performed to measure the elastic modulus and ultimate strength of the demineralized specimens. This work shows the strong dependence of elastic modulus and ultimate strength of cortical bone to the mineral content as microscopic constituent. The degree of dependence with mineral loss has been demonstrated precisely so to provide the importance of mineral content and its role on the mechanical functioning of bone. Copyright © 2009 by The Japan Society of Mechanical Engineers.
• Residual stress around outer cortical region in bovine femoral diaphysis

  Satoshi Yamada, S. Tadano, M. Todoh, K. Fujisaki

  IFMBE Proceedings 25 4 109 - 112 2009年 [査読有り][通常論文]
   

  The aim of this study is to measure residual stress in bone tissue. Bone tissue is a composite material composed of mineral crystals and collagen fibers. Bone mineral is mostly composed of hydroxyapatite (HAp). The interplanar spacing of HAp crystals can be noninvasively measured using the X-ray diffraction method. The residual stress of bone tissue can be calculated from the interplanar spacing. In this work, the sin2ψ method of X-ray diffraction was applied to calculate the residual stresses in bone tissue. This method needs not the value of non-stressed state. In the experiment, distributions of residual stress for bone axial direction were measured around outer cortical regions in bovine femoral shaft. As a result, it was confirmed that the residual stress existed in the surface cortical region of bovine femur for bone axial direction. These stresses were tensile and distributed around the circumferential region. Moreover distributions of these stresses were different between proximal, medial and distal sections of the diaphysis.
• Understanding site-specific residual strain and architecture in bovine cortical bone

  Bijay Giri, Shigeru Tadano, Kazuhiro Fujisaki, Masahiro Todoh

  JOURNAL OF BIOMECHANICS 41 15 3107 - 3115 2008年11月 [査読有り][通常論文]
   

  Living bone is considered as adaptive material to the mechanical functions, which continually undergoes change in its histological arrangement with respect to external prolonged loading. Such remodeling phenomena within bone depend on the degree of stimuli caused by the mechanical loading being experienced, and therefore, are specific to the sites. In the attempts of understanding strain adaptive phenomena within bones, different theoretical models have been proposed. Also, the existing literatures mostly follow the measurement of surface strains using strain gauges to experimentally quantify the strains experienced in the functional environment. In this work, we propose a novel idea of understanding site-specific functional adaptation to the prolonged load in bone on the basis of inherited residual strains and structural organization. We quantified the residual strains and amount of apatite crystals distribution, i.e., the degree of orientation, using X-ray diffraction procedures. The sites of naturally existing hole in bone, called foramen, are considered from bovine femur and metacarpal samples. Significant values of residual strains are found to exist in the specimens. Trends of residual strains noted in the specimens are mostly consistent with the degree of orientation of the crystallites. These features explain the response behavior of bone to the mechanical loading history near the foramen sites. Preferential orientation of crystals mapped around a femoral foramen specimen showed furnished tailored arrangement of the crystals-around the hole. Effect of external loading at the femoral foramen site is also explained by the tensile loading experiment. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.
• Estimating nanoscale deformation in bone by X-ray diffraction imaging method

  Shigeru Tadano, Bijay Giri, Takuya Sato, Kazuhiro Fujisaki, Masahiro Todoh

  JOURNAL OF BIOMECHANICS 41 5 945 - 952 2008年 [査読有り][通常論文]
   

  Knowledge of internal stress-strain in bone tissue is important for clinical diagnosis and remedies. The inorganic mineral phase of apatite crystals in bone composite, because of its crystalline nature, provides a reliable way of measurement through X-ray diffraction system. Use of two-dimensional detector, imaging plate (IP), is considered to expedite the process with much more information, hence, is widely applied in the study of organization, stress, strain, etc. for crystalline substance. The distortion of Debye rings in the image obtained by IP can be directly related to the deformation in lattice plane of the crystals. Since X-ray diffraction method involves measurement at nano-level, proper focus on the extraction of data and corresponding analysis is needed. In the current work, we considered weighted average value of intensity to locate radius vectors along azimuthal direction in the diffracted rings from the primary array of digital data in steps of pixels. The widely applied approaches for profile shift measurement-peak shift and full width at half maximum (FWHM) of a peak, and shift of center of gravity of profile-were compared with a new concept of segmental shift (SS) proposed previously by the authors. We observed reliable and effective outcomes with higher precision in the consideration of SS while using IP as a detector. Our approach in this work for intensity integration and radius vector positioning especially add precision in such applications. (c) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.
• Microscopic analysis of bone

  M. Tanaka, T. Matsumoto, M. Todoh

  Biomechanics at Micro- and Nanoscale Levels 119 - 129 2007年01月01日 [査読有り][通常論文]
   

  Bone is a heterogeneous material with a complex hierarchical microstructure, which undergoes continual changes during growth and remodeling. Thus the microcopic analysis of bone structure and material properties will be crucial for the understanding of the overall bone strength and adaptation to its mechanical environment. Using microscopic indentation test, high-resolution X-ray CT, microspectroscopy, and video-microscopic imaging, we demonstrated the close relationship between local material and mechanical properties in trabecular bone and their possible contribution to the overall mechanical properties of cancellous bone, the micro-regional effect of unloading or osteoporosis on trabecular and cortical bone, and the involvement of the regulatory capacity of bone microcirculation in unloading-induced bone atrophy. These observations based on the microscopic point of view could be prerequisites for deeper understanding of bone growth and remodeling.
• Microstructure of bone around natural hole in bovine lumbar vertebra

  Bijay GIRI, Shigeru TADANO, Kazuhiro FUJISAKI, Masahiro TODOH

  Journal of Biomechanical Science and Engineering 2 1 1 - 11 一般社団法人 日本機械学会 2007年 [査読有り][通常論文]
   

  Naturally occurring holes in bone called foramina are not detected as region of crack initiation or growth. Lumbar vertebrae, which are subjected to complex external loads, have considerable number of such big and small foramina. The mechanical characteristics of bone profoundly depend on the mineral content (HAp crystals) and collagen fibers alignment, where c-crystallographic axis of HAp crystals are preferentially oriented parallel to the long axis of collagen fibers. In the current work, we investigated the crystal orientation and mineral distribution around the foramen using X-rays to explore the reason of foramen not being region of crack initiation or growth to the precise level. Specimens were harvested from bovine lumbar vertebrae. The orientations of HAp crystals were determined from the diffracted intensity profile of X-rays using imaging plate. Mineral fractions were measured from the fraction of X-rays transmitted through the specimen. The tangential orientation of the crystals revealed around the foramen edge was considered as the main reinforcing parameter for the foramen. The minerals were distributed in the specimen without any predictable tendency. Hence, they were not considered as a strengthening parameter. A thicker cortical region was discovered near the surface around the upper edge of the foramen, which was also extended within the cancellous mass as a thin cylindrical cortical shell covering the foramen from inside. Such structures were regarded to result the foramen a damage resistant site.
• Finite element modeling of the cortical bone region using clinical CT images

  Hiroki NAKATSUCHI, Shigeru TADANO, Masahiro TODOH, Yukio NAKATSUCHI, Shinichiro MORI, Masahiro ENDO

  Journal of Biomechanical Science and Engineering 1 2 316 - 326 一般社団法人 日本機械学会 2006年 [査読有り][通常論文]
   

  Since the cortical bone has higher elastic modulus compared to the cancellous bone, its geometry is very important for stress analysis of bone structure. During finite element modeling of bone structure, cortical bone is generally determined as the region having higher CT values with respect to specific threshold value. However, it is difficult to determine the thin cortical bone regions by considering a specific threshold value. This study proposes a method to select regions of cortical bone from clinical CT images by considering CT value distributions of cortical and cancellous bone. Applying the method to bovine proximal femur, the mean error in cortical thickness compared to the actual bone was found to be less than one pixel (0.39×0.39 mm). Hence, the proposed method could accurately determine the cortical bone regions from clinical CT images. The method was also applied to develop a finite element model with the precise cortical bone structure.
• Monochromatic synchrotron radiation mu CT reveals disuse-mediated canal network rarefaction in cortical bone of growing rat tibiae

  T Matsumoto, M Yoshino, T Asano, K Uesugi, M Todoh, M Tanaka

  JOURNAL OF APPLIED PHYSIOLOGY 100 1 274 - 280 2006年01月 [査読有り][通常論文]
   

  The purpose of this study was to demonstrate the ability of computed microtomography based on monochromatic synchrotron radiation (SR mu CT) in microstructural analysis of cortical bone. Tibial diaphyses of growing rats ( 14 wk, n = 8) undergoing unilateral sciatic neurectomy 8 wk before study were imaged with spatial volume resolution of 5.83 x 5.83 x 5.83 mu m(3) by SR mu CT (20 keV) at the synchrotron radiation facility (SPring-8). Reconstructed image data were translated into local mineral densities by using a calibrated linear relationship between linear absorption coefficients and concentrations of homogeneous K2HPO4 solution. Pure bone three-dimensional images, produced by simple thresholding at a bone mineral density of 0.82 g/cm(3), were analyzed for macro- and microscopic structural properties. In neurectomized hindlimbs, cortical canal network rarefaction as well as bone atrophy were found. The former was characterized by 30% smaller porosity, 11% smaller canal density in transverse section, and 38% smaller canal connectivity density than those in contralateral bone. On the other hand, no difference was found in bone mineral density between neurectomized and intact hindlimbs (1.37 vs. 1.36 g/cm(3)). In conclusion, SR mu CT is a promising method for the three-dimensional analysis of cortical microstructure and the degree of mineralization in small animals.
• Regional myocardial perfusion under exchange transfusion with liposomal hemoglobin: in vivo and in vitro studies using rat hearts

  T Matsumoto, T Asano, K Mano, H Tachibana, M Todoh, M Tanaka, F Kajiya

  AMERICAN JOURNAL OF PHYSIOLOGY-HEART AND CIRCULATORY PHYSIOLOGY 288 4 H1909 - H1914 2005年04月 [査読有り][通常論文]
   

  The purpose of this study was to test the hypothesis that exchange transfusion with liposomal hemoglobin (LH) reduces the microheterogeneity of regional myocardial flows while sustaining cardiac function. Neo Red Cell mixed with albumin was used as the LH solution, in which the LH volume fraction was 17 similar to 18% and hemoglobin density was nearly two-thirds smaller than in rat blood. Regional myocardial flows in left ventricular free walls were measured by tracer digitalradiography (100-mu m resolution) in anesthetized rats with or without 50% blood-LH exchange transfusion. Within-layer flow distributions showed lower heterogeneity with (n = 8) than without (n = 8) LH transfusion. No extravasation of hemoglobin was confirmed by 3,3-diaminobenzidin staining (n = 2). Carotid flow increased by 68% due to LH transfusion, whereas arterial pressure and heart rate remained unchanged. On the other hand, cross-circulated rat hearts (n = 7) were used to evaluate the effects of 50% blood-LH exchange on coronary flow and tone preservation under 300-beats/min pacing and 100-mmHg perfusion pressure. Blood-LH exchange caused a 71% increase of coronary flow and 10% decrease of percent flow increase during hyperemia after 30-s flow interruption. Myocardial O-2 supply and consumption increased by 9% and 10%, respectively, whereas myocardial O-2 extraction remained unchanged. The large increases of in vivo carotid flow and coronary flow in cross-circulated hearts due to LH coperfusion could be explained by the reduction of apparent flow viscosity. These results suggest that under LH coperfusion, the microheterogeneity of myocardial flows decreases with increased coronary flow while fairly preserving coronary tone and cardiac function.
• Note on anisotropic properties of cancellous bone and trabeculae: Elasticity and hardness

  M. Tanaka, T. Matsumoto, M. Ihara, M. Todoh

  Biomechanics at Micro- and Nanoscale Levels: Volume I 125 - 133 2005年01月01日 [査読有り][通常論文]
   

  Trabecular architecture is the microstructure of cancellous bone, and it is important to understand the relation between the mechanical properties of trabecula level and those of cancellous level. This article describes the anisotropy of mechanical and structural properties of the cancellous bone observed by compression test and mean intercept length analysis, and the anisotropy of mechanical properties of trabeculae observed by bending test and hardness test of single trabecula. The former anisotropy is considered from the viewpoint of the latter anisotropy, that is the dependency of trabecula properties on the direction of trabecula in the cancellous bone. Findings have suggested collectively a possibility that the anisotropic mechanical properties of cancellous bone are resultant of anisotropy in trabecular structure and trabecula properties.
• Relationship between mechanical property of cancellous bone and hardness of trabeculae

  M Todoh, M Ihara, T Matsumoto, M Tanaka

  JSME INTERNATIONAL JOURNAL SERIES C-MECHANICAL SYSTEMS MACHINE ELEMENTS AND MANUFACTURING 47 4 1075 - 1078 2004年12月 [査読有り][通常論文]
   

  Macroscopic bone properties depend on the microscale structural organization and the properties of microstructural elements. In the case of cancellous bone, the network structure of trabeculae, i.e., bar/plate bone elements of submillimeter diameter/thickness, results in the anisotropic properties as a porous media, and it is important to investigate the mechanical properties of cancellous bone with relation to the microstructural and micromechanical properties of trabeculae. Efforts have been devoted for the mechanical test of single trabecula in this context. In this article, the mechanical property of single trabecula was examined by means of Vickers hardness test, and the content of hydroxyapatite crystals was evaluated by X-ray diffraction analysis. The results were discussed relating to the macroscopic mechanical and structural properties of cancellous bone.Macroscopic bone properties depend on the microscale structural organization and the properties of microstructural elements. In the case of cancellous bone, the network structure of trabeculae, i.e., bar/plate bone elements of submillimeter diameter/thickness, results in the anisotropic properties as a porous media, and it is important to investigate the mechanical properties of cancellous bone with relation to the microstructural and micromechanical properties of trabeculae. Efforts have been devoted for the mechanical test of single trabecula in this context. In this article, the mechanical property of single trabecula was examined by means of Vickers hardness test, and the content of hydroxyapatite crystals was evaluated by X-ray diffraction analysis. The results were discussed relating to the macroscopic mechanical and structural properties of cancellous bone.
• Influence of additive hyaluronic acid on the lubricating ability in the temporomandibular joint

  N Kawai, E Tanaka, T Takata, M Miyauchi, M Tanaka, M Todoh, T van Eijden, K Tanne

  JOURNAL OF BIOMEDICAL MATERIALS RESEARCH PART A 70A 1 149 - 153 2004年07月 [査読有り][通常論文]
   

  In synovial fluid, hyaluronic acid (HA) is an essential component for the lubrication of joints, thus preventing friction. The relationship between HA and joint friction is not unambiguously established yet. In the present study, the effect of the application of HA on the frictional coefficient in the temporomandibular joint was evaluated. After measuring the frictional coefficient in intact porcine joints (n = 10), the subsequent effect of phosphate-buffered saline (PBS) washing and gauze scouring and the application of HA was examined. Compared with the intact joint, the frictional coefficient was significantly larger after PBS washing and gauze scouring. Subsequent application of HA resulted in a significant decrease (50-75%) of the frictional coefficient. However, it did not recover to the same value as in the intact joints. Observations by scanning electron microscopy showed that after PBS washing, the amorphous layer of the articular cartilage was still intact, whereas it was partially collapsed after gauze scouring. In conclusion, the addition of HA did reduce the coefficient of friction under the experimental conditions in this study; the relevance to the clinical condition and the duration of the treatment effect in vivo require further investigation. (C) 2004 Wiley Periodicals, Inc.
• The frictional coefficient of the temporomandibular joint and its dependency on the magnitude and duration of joint loading

  E Tanaka, N Kawai, M Tanaka, M Todoh, T van Eijden, K Hanaoka, DA Dalla-Bona, T Takata, K Tanne

  JOURNAL OF DENTAL RESEARCH 83 5 404 - 407 2004年05月 [査読有り][通常論文]
   

  In synovial joints, friction between articular surfaces leads to shear stress within the cartilaginous tissue, which might result in tissue rupture and failure. Joint friction depends on synovial lubrication of the articular surfaces, which can be altered due to compressive loading. Therefore, we hypothesized that the frictional coefficient of the temporomandibular joint (TMJ) is affected by the magnitude and duration of loading. We tested this by measuring the frictional coefficient in 20 intact porcine TMJs using a pendulum-type friction tester. The mean frictional coefficient was 0.0145 (SD 0.0027) after a constant loading of 50 N during 5 sec. The frictional coefficient increased with the length of the preceding loading duration and exceeded 0.0220 (SD 0.0014) after 1 hr. Application of larger loading (80 N) resulted in significantly larger frictional coefficients. In conclusion, the frictional coefficient in the TMJ was proportional to the magnitude and duration of joint loading.
• Stress analysis of anterior-disc-displaced temporomandibular joint using individual finite element model

  M Tanaka, E Tanaka, M Todoh, D Asai, Y Kuroda

  JSME INTERNATIONAL JOURNAL SERIES C-MECHANICAL SYSTEMS MACHINE ELEMENTS AND MANUFACTURING 46 4 1400 - 1408 2003年12月 [査読有り][通常論文]
   

  Temporomandibular joint (TMJ) disorder relates to the biomechanical irregularity of the structual joint components, and the behavior of soft tissue components is considered as a key to understand the biomechanical condition in the TMJ. The configuration of joint components, however, closely depends on individual patients. In this study, attention has been focused on the stress and displacement of irregular TMJs with anterior disc displacement. Using biplane magnetic resonance (MR) images, typical anterior-disc-displaced (ADD) TMJ of a patient with temporomandibular disorder has been modeled individually. The stress distribution in ADD TMJs has been compared with that in normal TMJs. Parameter studies with the elastic modulus have been carried out and it revealed that the stress distribution in the TMJ is highly dependent on the connective tissue modulus as well as disc modulus in the case of ADD TMJ, and that the disc displacement due to mouth opening movement depends on disc modulus in normal TMJ but depends on retrodiscal connective tissue in ADD TMJ.
• Adaptive stiffness design for multimaterial structural system

  M Tanaka, M Todoh, A Naomi

  JOURNAL OF INTELLIGENT MATERIAL SYSTEMS AND STRUCTURES 14 4-5 323 - 329 2003年04月 [査読有り][通常論文]
   

  Stiffness is one of the basic characteristics of structural system, and is an important feature for structural design problems. Although it has been often recruited as the design objective or constraints, the structural optimality attained has guarantee only for the mechanical conditions considered at the design stage. The adaptive stiffness design for force-dependent stiffness is a concept to tailor the structural stiffness in accordance with the external load applied. The passive adaptive stiffness has been realized by using single conventional material only. In this article, it is evolved to the active one that enables us to switch the force-dependent stiffness actively in part in the context of the multimaterial structural system. The topology design problem is formulated for the distribution of conventional and functional materials under the constraints of mean compliance and its switching point as the structure. The effectiveness of the proposed structural design concept is examined through numerical case studies solved by the SIMP method of topology design.
• Stress Analysis of Anterior-Disc-Displaced Temporomandibular Joint by Using Individual Finite Element Model

  Masao Tanaka, Eiji Tanaka, Masahiro Todoh, Daisuke Asai, Yukiko Kuroda

  Nihon Kikai Gakkai Ronbunshu, A Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part A 69 677 141 - 147 2003年 [査読有り][通常論文]
   

  Temporomandibular joint (TMJ) disorder relates to the biomechanical irregularity of the structual joint components, and the behavior of soft tissue components is considered as a key to understand the biomechanical condition in the TMJ. The configuration of joint components, however, deeply depends on individual patient. In this study, the attention han been focused on the stress and displacement of irregular TMJs with anterior disc displacement (ADD). Using biplane MRI, typical ADD-TMJs of patients have been modeled individually. The stress distribution in ADD-TMJs has been compared with that in normal TMJs. The parameter study with the elastic modulus has been carried out and revealed that the stress distribution in the TMJ is very dependent on the connective tissue modulus as well as disc modulus in the case of ADD-TMJ, and that the disc displacement due to jaw opening movement depends on disc modulus in normal subjects but depends on retrodiscal connective tissue in ADD subjects. © 2003, The Japan Society of Mechanical Engineers. All rights reserved.
• 双線形可変剛性を有する連続体構造設計

  田中 正夫, 東藤 正浩, 直海 晶久, 沖 和重

  日本機械学会論文集. A編 = Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers. A 68 673 1407 - 1412 一般社団法人日本機械学会 2002年09月25日 

  Stiffness is one of fundamental properties in structural design, such as in maximum stiffness design. The nonlinear structural property is an attractive characteristic to be designed although majority of structural design problem deals with the linear elastic property. This article discusses the concept of force-dependent variable stiffness. The mean compliance measures the structural stiffness from the viewpoint of external load and the deformation at the loading sight. A certain gap is introduced as an internal boundary in the continuum structure, and its open/close status may depend on working force condition. Such a gap is expected to work as the switching mechanism, which brings the force-dependent variable stiffness. The attention is forced on the bilinear stiffness design having only one switching point of stiffness in the context of structural topology and geometry determination. First, the topology determination problem is formulated by using SIMP method and solved by sequential linear programming supported by moving limit strategy. Second, the geometry determination problem is formulated based on the topology obtained under the constraints of bilinear stiffness with the specified external load for stiffness switching, and is solved by the traction method. A couple of numerical cases studies demonstrated the feasibility and effectiveness of the proposed design concepts.
• 床面前後動揺下での立位姿勢保持と足関節可動域の関係

  小川真申, 東藤正浩, 田中正夫

  東海支部地区講演会講演論文集 2002 0 199 - 200 一般社団法人日本機械学会 2002年08月 [査読無し][通常論文]
  
• 脊柱有限要素モデルによる特発性側彎症解析－椎間関節剛性と側彎パターンに関する検討－

  東藤正浩, 田中正夫, 江原宗平

  日本臨床バイオメカニクス学会誌 23 137 - 140 2002年 [査読有り][通常論文]
  
• 短下肢装具による足関節拘束の立位姿勢保持に及ぼす影響 : 床面前後運動下での検討

  田中 正夫, 東藤 正浩, 玉田 繁栄, 赤澤 康史

  日本臨床バイオメカニクス学会誌 = Proceedings of ... Annual Meeting of Japanese Society for Clinical Biomechanics and Related Research 22 0 195 - 198 2001年10月01日 [査読無し][通常論文]
  
• Material structure design of stress-dependent adaptive stiffness

  M Tanaka, M Todoh, K Oki, A Naomi

  JOURNAL OF INTELLIGENT MATERIAL SYSTEMS AND STRUCTURES 12 4 229 - 234 2001年04月 [査読有り][通常論文]
   

  Use of functional material is a primitive and most promising approach to the functional structural system, e.g. adaptive/smart structures. It, however, is not always necessary for a certain aspect of such structural function. This study proposes a material structure design approach to the stress-dependent anisotropic adaptive stiffness by using the conventional linear elastic material of isotropy. The structural design problem has been formulated for the material structure consisting of mesoscopic unit cells and solved by using the simple isotropic material with penalization (SIMP) method for the topology design and the traction method for the geometry design for microstructure of the unit cell. The effectiveness of the proposed idea has been examined through numerical studies in two-dimensional cases.
• 脊柱有限要素モデルによる特発性側弯症解析: 脊柱系靭帯の影響

  東藤正浩, 田中正夫, 江原宗平

  日本臨床バイオメカニクス学会誌 22 233 - 236 2001年 [査読有り][通常論文]
  
• Polychromatic X-ray measurements of anisotropic residual stress in bovine femoral bone

  M Todoh, S Tadano, J Shibano, T Ukai

  JSME INTERNATIONAL JOURNAL SERIES C-MECHANICAL SYSTEMS MACHINE ELEMENTS AND MANUFACTURING 43 4 795 - 801 2000年12月 [査読有り][通常論文]
   

  It is well known that bone has the capability to adapt to a normal mechanical environment and to reconstruct functionally its structure and geometry. This phenomenon is called "adaptive bone remodeling". One of the most important mechanical factors of remodeling is stress. To induce bone remodeling, some stress should be present to stimulate the osteocyte over a relatively long period. Thus, this stress is a type of residual stress. To verify this assumption, it is necessary to measure residual stress in intact bone tissue. Bone has an extremely anisotropic structure which consists of hydroxyapatite crystals. In this work, the polychromatic X-ray diffraction method is used to measure anisotropic residual stress in compact bone. The interplanar spacing of hydroxyapatite in bone can be measured by this method. The ratio of atomic interplanar distance of a strained specimen to that of a nonstrained one is defined as lattice strain. Biaxial residual stress is calculated from the lattice strains measured in three directions. The compact bone of bovine diaphysis is used as the specimen. To observe the difference of residual stress dependent on the region, the specimen is taken from the middle part of the diaphysis that was divided into four parts: anterior, posterior, medial and lateral, for each bone in the axial and circumferential directions. As a result, it was confirmed that residual stress in the bone could be measured nondestructively by this method. Tensile residual stress was found in the axial direction of bovine femoral bone.
• HApインプラントと生体骨組織のX線残留応力測定法に関する研究

  東藤正浩

  北海道大学 1999年03月 [査読有り][通常論文]
  
• 牛大腿骨内異方性残留応力の白色X線測定

  東藤 正浩, 但野 茂, 柴野 純一, 鵜飼 隆好

  日本機械学會論文集. A編 65 630 406 - 413 一般社団法人日本機械学会 1999年02月25日 [査読無し][通常論文]
   

  It is well known that bone has a capability to adapt to usual mechanical environment and to reconstruct functionally its structure and geometry. This phenomenon is called as the adaptive bone remodeling. One of the most important mechanical factor of the remodeling is the stress. To generate the bone remodeling, the stress should remain to stimulate the osteocyte in the relative long period. Thus stress will be a kind of residual stress. To verify this assumption, it is a great significance to measure the residual stress is intact bone tissue. Bone has extremely anisotropic structure which consists of hydroxyapatite crystals. In this work, a method to measure the anisotropic residual stress in compact bone is proposed using the polychromatic X-ray diffraction method. The interplanar spacing of the hydroxyapatite in the bone can be measured by using the polychromatic X-rays diffraction. The ratio of atomic interplanar distance of a strained to a nonstrained specimen was defined as the lattice strain. The biaxial residual stress could be calculated from the lattice strains measured at three directions. The compact bone of bovine diaphysis was used as a specimen. To observe the difference of region, the specimen was taken from the middle region of diaphysis divided into four parts : anterior, posterior, medial, lateral, at each bone axial and circumferential directions. As a result, it was confirmed that the residual stress in the bone could be evaluated nondestructively by this method. The tensile residual stress were found in the bone axial direction of the bovine femoral bone.
• Effect of intermediate layer on residual stress occurred in hydroxyapatite coating implant

  Jun-Ichi Shibano, Shigeru Tadano, Masahiro Todoh, Takayoshi Ukai

  Nihon Kikai Gakkai Ronbunshu, A Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part A 65 639 2246 - 2251 1999年 [査読有り][通常論文]
   

  Hydroxyapatite (HAp) is one of the most effective biomaterials used in an artificial bone and a dental designed implant. Since its mechanical reliability and workability are much lower than those of metal, it is often used as a coating material. However, cracking and delamination at the coating interface are induced by the residual stress which occurs in the coating process. In our previous report, the steep stress gradient in the coating layer and the increase in tensile residual stress on the surface of the substrate were obtained using the polychromatic X-ray diffraction. Therefore, an additional intermediate layer between the coating and the substrate material may decrease the residual stress in the coating layer. In this work, we describe the method to measure nondestructively three dimensional residual stress generated in the coating implant with the intermediate layer, using the polychromatic X-ray diffraction. As a result, the compressive residual stress in the coating layer of the hydroxyapatite coating titanium implant with the titania intermediate layer, made by atmospheric plasma-spray processing, was smaller than that of the implant coated only with hydroxyapatite.
• Residual stress evaluation of hydroxyapatite coating Ti implant

  S Tadano, M Todoh, J Shibano, T Ukai

  JSME INTERNATIONAL JOURNAL SERIES A-SOLID MECHANICS AND MATERIAL ENGINEERING 40 3 328 - 335 1997年07月 [査読有り][通常論文]
   

  Bio-active ceramics which have the capability for bonding to bone have been developed as one of the most effective implant materials. Because these materials consist of brittle hydroxyapatite, their mechanical reliability and workability are much lower than those of metal. Therefore, hydroxyapatite ceramics are used as coating materials. During or after the coating process, cracking and tearing often occur in the coating layer of the implant. These defects are caused by the residual stress in the vicinity of the coating interface. It is important to evaluate the residual stress in this region. The purpose of work is to present a method for measuring simultaneously and nondestructively three-dimensional distribution of residual stress in both the hydroxyapatite coating layer and the titanium substrate, using polychromatic X-rays. From this method, the steep stress gradient in the coating layer and the increase in tensile residual stress on the surface of the substrate were confirmed.
• ハイドロキシアパタイト焼結時に生じる残留応力

  柴野純一, 但野茂, 東藤正浩, 加藤収一, 鵜飼隆好

  日本機械学会論文集（C編） 63 607 785 - 790 一般社団法人日本機械学会 1997年03月 [査読有り][通常論文]
   

  Hydroxyapatite (HAp) is one of the most effective biomaterials used in artificial bone and dental design implant. It is important to investigate in detail the mechanical characteristics of HAp for the improvement of mechanical reliability of those. HAp implant is usually made by sintering HAp powder. In general, it has been considered that the thermal stress caused by heating and cooling processes in sintering disappears and does not remain in the material, because such sintered material does not reach an actual density of 100% which is the perfectly solid state. However, if residual stress...
• ハイドロキシアパタイトをコーティングしたチタンインプラントの残留応力評価

  但野 茂, 東藤 正浩, 柴野 純一, 鵜飼 隆好

  日本機械学會論文集. A編 63 607 542 - 549 一般社団法人日本機械学会 1997年03月 [査読有り][通常論文]
   

  Bio-active ceramics which have the capability for bonding to bone have been developed as among the most effective implant materials. Because these materials consist of brittle hydroxyapatite their mechanical reliability and workability are much lower than those of metal. Therefore, hydroxyapatite ceramics are used as coating materials. During or after the coating process, cracking and tearing often occur in the coating layer of the implant. These defects are caused by the residual stress in the vicinity of the coating interface. It is important to evaluate the residual stress in this region...
• 白色X線によるバイオセラミックコーティング材の残留応力測定

  東藤正浩

  北海道大学 1996年03月 [査読有り][通常論文]
  
• 白色X線法による表面仕上げされたオーステナイト系ステンレス鋼の残留応力評価

  柴野 純一, 鵜飼 隆好, 但野 茂, 東藤 正浩

  日本機械学會論文集. A編 61 591 2469 - 2475 一般社団法人日本機械学会 1995年11月 [査読有り][通常論文]
   

  The residual stress in a subsurface layer of austenitic stainless steel with a finished surface was evaluated by the polychromatic X-ray method. A surface of austenitic stainless steel SUS316 plate was ground and lapped as the specimen. In this method, the relation between strain and depth was approximated with a linear function or an exponential function, and it was assumed that the plane stress state existed in each subsurface layer in the depth direction of the specimen. As a result, the residual strain which was estimated under the assumption of the exponential function showed more reas...
• 白色X線法によるセラミックコーティング界面近傍の残留応力評価

  柴野純一, 鵜飼隆好, 但野茂, 東藤正浩

  日本機械学會論文集. A編 61 586 1356 - 1362 一般社団法人日本機械学会 1995年06月 [査読有り][通常論文]
   

  This paper presents a polychromatic X-ray method for nondestructive evaluation of residual stress distributed in the vicinity of the interface between a ceramic coating layer and a substrate metal. Since the strain is assumed to be a linear function of the depth, the strain distribution along the depth direction can be obtained from the weighted mean strain equation calculated by considering the intensity of diffracted X-rays over the penetration depth. Therefore, the distribution along the depth direction of the residual stress was determined by the strain distributions in two directions :...
• Advancing 3D Dental Implant FEA: Incorporating Biomimetic Trabecular Bone with Varied Pore Sizes in Voronoi Lattices

  Masahiro Todoh

書籍

• Biomechanics At Micro- And Nanoscale Levels, Volume IV

  Masao Tanaka, Takeshi Matsumoto, Masahiro Todoh (担当:分担執筆範囲:Microscopic analysis of bone)
  World Scientific Publishing Co. 2007年09月 (ISBN: 981277131X) 172 119-129
• Biomechanics At Micro- And Nanoscale Levels, Volume I

  Masao Tanaka, Takeshi Matsumoto, Masumi Ihara, Masahiro Todoh (担当:分担執筆範囲:Note on anisotropic properties of cancellous bone and trabeculae: elasticity and hardness)
  World Scientific Publishing Co. 2005年01月 (ISBN: 981256098X) 173 125-133
• IUTAM Symposium on Synthesis in Bio Solid Mechanics

  Shigeru Tadano, Masahiro Todoh (担当:分担執筆範囲:Anisotropic residual stress measurements in compact bone using polychromatic X-ray diffraction)
  Klumer Academic Publishers 2002年 (ISBN: 9780792356158) 139-150

講演・口頭発表等

• ヒト象牙質ブロックのコラゲナーゼ消化と部分脱灰象牙質ブロック移植による成体ラット骨膜切除頭蓋骨上の垂直的骨増生  [通常講演]

  朱博文, 横関健治, 平川祥大, 東藤正浩, 赤澤敏之, 村田勝

  第29回硬組織再生生物学会学術大会 2021年08月 ポスター発表
• 再石灰化骨様マテリアルの微視構造と力学的特性  [招待講演]

  東藤正浩

  日本無機リン化学会第29回無機リン化学討論会 2020年09月 口頭発表（招待・特別）
• 石灰化骨様マテリアルの微視構造・構造と力学的特性  [通常講演]

  何星明, Lei Zhao, 東藤正浩

  日本機械学会第32回バイオエンジニアリング講演会 2019年12月 口頭発表（一般）
• ウシ大腿骨頸部及び骨幹端部における海綿骨圧縮破壊特性  [通常講演]

  田中亜実, 山田悟史, 東藤正浩, 但野茂

  日本機械学会第32回バイオエンジニアリング講演会 2019年12月 口頭発表（一般）
• 日常生活動作中における体節加速度情報に基づく関節角度推定  [通常講演]

  有賀雄亮, 東藤正浩

  日本機械学会第32回バイオエンジニアリング講演会 2019年12月 口頭発表（一般）
• 前十字靭帯付着部の組織構造と力学特性の関係  [通常講演]

  畠山隼輔, Lei Zhao, 東藤正浩

  日本セラミックス協会第23回生体関連セラミックス討論会 2019年12月 口頭発表（一般）
• X線回折による再石灰化骨の力学挙動計測  [通常講演]

  遠藤隆平, Lei Zhao, 山田悟史, 東藤正浩

  日本セラミックス協会第23回生体関連セラミックス討論会 2019年12月 口頭発表（一般）
• Effect of voltage on the incorporation of hydroxyapatite and fluorapatite on coating surface by using plasma electrolytic oxidation technique  [通常講演]

  Aqmar Zakaria, Mohd, Hamdi Bin Abd Shukor, Masahiro Todoh

  日本セラミックス協会第23回生体関連セラミックス討論会 2019年12月 口頭発表（一般）
• 骨幹皮質骨における弾性率とハイドロキシアパタイト結晶ひずみの骨軸－円周方向異方性  [通常講演]

  川崎佑太, 山田悟史, 東藤正浩, 但野茂

  日本機械学会第10回マイクロ・ナノ工学シンポジウム 2019年11月 ポスター発表
• X線回折による再石灰化骨の力学挙動計測  [通常講演]

  遠藤隆平, Lei Zhao, 山田悟史, 東藤正浩

  日本機械学会M&M2019材料力学カンファレンス 2019年11月 口頭発表（一般）
• 前十字靭帯付着部の組織構造と力学特性の関係  [通常講演]

  畠山隼輔, Lei Zhao, 東藤正浩

  日本機械学会M&M2019材料力学カンファレンス 2019年11月 口頭発表（一般）
• Mineral-tissue mechanical relationship in biomimetically remineralized bone tissue  [招待講演]

  Masahiro Todoh

  4th International Conference on the Science and Engineering of Materials 2019年08月 口頭発表（基調）
• マイクロ・ナノメカニクスの視点から見る加齢に伴う骨質変化  [通常講演]

  東藤正浩

  第31回北海道骨粗鬆症研究会学術集会 2019年02月 シンポジウム・ワークショップパネル（指名） 北海道大学学術交流会館（北海道札幌市） 北海道骨粗鬆症研究会
  
• 海綿骨弾性率・強度に対する骨梁剛性の寄与  [通常講演]

  山田悟史, 深沢光一, 長尾春奈, 東藤正浩, 但野茂

  第31回北海道骨粗鬆症研究会学術集会 2019年02月 口頭発表（一般） 北海道大学学術交流会館（北海道札幌市） 北海道骨粗鬆症研究会
  
• 皮質骨有機・無機ラマンシフトの負荷応答と無機体積分率の影響  [通常講演]

  東藤正浩, Lei Zhao, 幸村紀信

  日本機械学会M&M2018材料力学カンファレンス 2018年12月 口頭発表（一般） 福井大学工学部（福井県福井市） 日本機械学会
  
• A XRD study of biomimetically recalcified bovine bone tissue  [通常講演]

  Lei Zhao, Masahiro Todoh

  11th Australasian Biomechanics Conference 2018年12月 口頭発表（一般） University of Auckland, Auckland, New Zealand Australian and New Zealand Society of Biomechanics
  
• Biomechanical study on bone tissue as mineral/organic composite  [招待講演]

  Masahiro Todoh

  8th East Asia Mechanical and Aerospace Engineering Workshop 2018年12月 口頭発表（招待・特別） The Hong Kong Polytechnic University, Hong Kong The Hong Kong Polytechnic University
  
• Age-related mechanical changes of mineral and collagen phases in bone by X-ray diffraction analysis  [通常講演]

  Masahiro Todoh

  8th Symposium on Academic Exchange and Collaborative Research Hokkaido University - ETH Zurich 2018年11月 その他 Hokkaido University, Sapporo, Japan
• ウシ大腿骨近位海綿骨における骨梁形態と弾性率  [通常講演]

  髙橋祐太, 山田悟史, 東藤正浩, 但野茂

  日本機械学会第29回バイオフロンティア講演会 2018年10月 口頭発表（一般） 千葉大学西千葉キャンパス（千葉県千葉市） 一般社団法人日本機械学会
  
• MR signal that reflects the internal structure of cortical bone: dependence of the angle between the bone axis and the static magnetic field direction  [通常講演]

  増山研, 唐明輝, 東藤 正浩, 山本徹

  第116回日本医学物理学会学術大会 2018年09月 口頭発表（一般） アイーナ（岩手県盛岡市） 日本医学物理学会
  
• 脱灰骨の有機・無機成分の力学挙動計測  [通常講演]

  兼吉洸希, Lei Zhao, 山田悟史, 東藤正浩

  日本機械学会2018年度年次大会 2018年09月 口頭発表（一般） 関西大学千里山キャンパス（大阪府吹田市） 日本機械学会
  
• Mechanical analysis for articular cartilage based on biomolecular structure by Raman spectroscopy  [通常講演]

  Masahiro Todoh, Misaki Kitayama

  8th World Congress of Biomechanics 2018年07月 ポスター発表 Dublin, Ireland The World Council for Biomechanics
  
• ラマン分光法によるブタ膝関節軟骨の力学挙動解析  [通常講演]

  東藤正浩, 北山美咲

  第57回日本生体医工学会大会 2018年06月 口頭発表（一般） 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市） 日本生体医工学会
  
• ウシ大腿骨皮質骨円周方向のHAp結晶ひずみ特性  [通常講演]

  田口佳孝, 山田悟史, 東藤正浩, 但野茂

  日本バイオマテリアル学会北海道ブロック第3回研究会 2018年05月 ポスター発表 北海道大学大学院歯学研究院（北海道札幌市） 日本バイオマテリアル学会
  
• 海綿骨板状骨梁の弾性率計測  [通常講演]

  高橋祐太, 長尾春奈, 山田悟史, 東藤正浩, 但野茂

  日本バイオマテリアル学会北海道ブロック第3回研究会 2018年05月 ポスター発表 北海道大学大学院歯学研究院（北海道札幌市） 日本バイオマテリアル学会
  
• Acellular ultra-purified alginate gels for intervertebral disc regeneration in a preclinical animal model  [通常講演]

  Takeru Tsujimoto, Hideki Sudo, Masahiro Todoh, Katsuhisa Yamada, Koji Iwasaki, Takashi Ohnishi, Norimasa Iwasaki

  ORS 2018 Annual Meeting 2018年03月 口頭発表（一般） Hyatt Regency New Orleans, New Orleans, USA
• 骨アパタイト・コラーゲンの微視的変形とラマンシフトの関係  [通常講演]

  東藤正浩, 岡部亮佑, 但野茂

  日本機械学会第30回バイオエンジニアリング講演会 2017年12月 ポスター発表 京都大学百周年時計台記念館 一般社団法人日本機械学会
  
• 皮質骨-海綿骨構造における骨梁弾性率  [通常講演]

  長尾春奈, 山田悟史, 東藤正浩, 但野茂

  日本機械学会第30回バイオエンジニアリング講演会 2017年12月 ポスター発表 京都大学百周年時計台記念館 一般社団法人日本機械学会
  
• ウシ大腿骨頸部・近位骨幹端における骨梁弾性率  [通常講演]

  山田悟史, 深沢光一, 東藤正浩, 但野茂

  日本機械学会第30回バイオエンジニアリング講演会 2017年12月 ポスター発表 京都大学百周年時計台記念館 一般社団法人日本機械学会
  
• 椎間板再生治療における組織修復材の開発  [通常講演]

  須藤英毅, 辻本武尊, 東藤正浩, 山田勝久, 大西貴士, 岩崎倫政

  第39回日本バイオマテリアル学会大会 2017年11月 口頭発表（一般） タワーホール船堀（東京都江戸川区）
• ラマン分光法によるブタ膝関節軟骨の力学応答解析  [通常講演]

  北山美咲, 東藤正浩

  日本機械学会第28回バイオフロンティア講演会 2017年10月 口頭発表（一般） 徳島大学理工学部共通講義棟 一般社団法人日本機械学会
  
• 皮質骨有機・無機ラマンシフトの負荷応答と加齢の影響  [通常講演]

  幸村紀信, 東藤正浩, 山田悟史, 但野茂

  日本機械学会M&M2017材料力学カンファレンス 2017年10月 口頭発表（一般） 北海道大学工学部（北海道札幌市） 日本機械学会
  
• 振り子式衝撃試験による皮質骨強度測定  [通常講演]

  内藤諒介, 東藤正浩, 山田悟史

  日本機械学会北海道支部第55回講演会 2017年09月 口頭発表（一般） 釧路工業高等専門学校（北海道釧路市） 一般社団法人日本機械学会
  
• 振り子試験計測によるウサギ膝関節の摩擦特性評価  [通常講演]

  酒井佑実, 東藤正浩

  日本機械学会北海道支部第55回講演会 2017年09月 口頭発表（一般） 釧路工業高等専門学校（北海道釧路市） 一般社団法人日本機械学会
  
• Age-related changes in microscopic deformation of mineral and collagen phases in bone by XRD analysis  [招待講演]

  Masahiro Todoh, Shigeru Tadano

  5th Switzerland-Japan Workshop on Biomechanics 2017年09月 口頭発表（招待・特別） Parkhotel Beau Site, Zermatt, Switzerland
• 骨アパタイト・コラーゲンの微視的変形挙動と加齢の影響  [通常講演]

  東藤正浩, 米女一, 兼吉洸希, 但野茂

  日本機械学会2017年度年次大会 2017年09月 口頭発表（一般） 埼玉大学（埼玉県さいたま市） 日本機械学会
  
• Simultaneous wireless measurement of lower limb muscle activities and gait kinematics using EMG telemeter with H-Gait system  [通常講演]

  Ryo Takeda, Yoshihiro Seki, Masahiro Todoh, Masahide Harada, Harukazu Tohyama, Shigeru Tadano

  XXVI Congress of the International Society of Biomechanics 2017年07月 ポスター発表 Brisbane, Australia International Society of Biomechancis
  
• Individual muscle activities within upper arm during D-W muscle testing  [通常講演]

  Masato Kitai, Satoshi Yamada, Masahide Harada, Harukazu Tohyama, Norimasa Iwasaki, Masahiro Todoh, Shigeru Tadano

  XXVI Congress of the International Society of Biomechanics 2017年07月 口頭発表（一般） Brisbane, Australia International Society of Biomechancis
  
• Elastic modulus and hydroxyapatite crystal orientation in a single trabecula  [通常講演]

  Satoshi Yamada, Koichi Fukasawa, Masahiro Todoh, Shigeru Tadano

  XXVI Congress of the International Society of Biomechanics 2017年07月 口頭発表（一般） Brisbane, Australia International Society of Biomechancis
  
• Micro-scale deformation and Raman shifts of mineral and collagen phases in bone tissue  [通常講演]

  Masahiro Todoh, Ryosuke Okabe, Shigeru Tadano

  XXVI Congress of the International Society of Biomechanics 2017年07月 口頭発表（一般） Brisbane, Australia International Society of Biomechancis
  
• 振り子式衝撃試験による骨組織強度評価  [通常講演]

  内藤諒介, 東藤正浩

  日本バイオマテリアル学会北海道ブロック第2回研究会 2017年05月 ポスター発表 北海道大学大学院歯学研究科（北海道札幌市） 日本バイオマテリアル学会
  
• X線回折による骨有機・無機成分の力学挙動計測  [通常講演]

  兼吉洸希, 東藤正浩

  日本バイオマテリアル学会北海道ブロック第2回研究会 2017年05月 ポスター発表 北海道大学大学院歯学研究科（北海道札幌市） 日本バイオマテリアル学会
  
• ラマン分光法による骨組織力学挙動計測  [通常講演]

  幸村紀信, 東藤正浩

  日本バイオマテリアル学会北海道ブロック第2回研究会 2017年05月 ポスター発表 北海道大学大学院歯学研究科（北海道札幌市） 日本バイオマテリアル学会
  
• X線回折による皮質骨有機・無機複合ナノ構造の力学解析  [通常講演]

  東藤正浩

  第56回日本生体医工学会大会 2017年05月 シンポジウム・ワークショップパネル（指名） 東北大学医学部星陵キャンパス（宮城県仙台市） 公益社団法人日本生体医工学会
  
• 骨アパタイト・コラーゲンの力学的挙動計測と加齢の影響  [通常講演]

  東藤正浩, 岡部亮佑

  第29回北海道骨粗鬆症研究会学術集会 2017年02月 口頭発表（一般） 北海道大学医学部学友会館（北海道札幌市） 北海道骨粗鬆症研究会
  
• MRI T1, T2 mappingによる海綿骨強度予測－ヒト臨床骨検体サンプルを用いた検討－  [通常講演]

  遠藤香織, 高畑雅彦, 杉森博行, Wang Jeffrey, 山田悟史, 但野茂, 東藤正浩, 伊藤陽一, 高橋大介, 清水智弘, 工藤與亮, 岩崎倫政

  第29回北海道骨粗鬆症研究会学術集会 2017年02月 口頭発表（一般） 北海道大学医学部学友会館（北海道札幌市） 北海道骨粗鬆症研究会
  
• 三次元画像相関法を用いた関節軟骨のひずみ分布の評価  [通常講演]

  佐野涼佑, 張月琳, 東藤正浩, 米山聡

  第48回応力・ひずみ測定と強度評価シンポジウム 2017年01月 口頭発表（一般） 日本非破壊検査協会亀戸センター（東京都江東区） 日本非破壊検査協会応力・ひずみ測定部門
  
• 特性X線回折による皮質骨ミネラル・コラーゲンにひずみ計測  [通常講演]

  東藤正浩, 兼吉洸希, 但野茂

  日本機械学会第29回バイオエンジニアリング講演会 2017年01月 口頭発表（一般）
• ウシ大腿骨単一骨梁における弾性率とHAp結晶配向性の関係と皮質骨との比較  [通常講演]

  山田悟史, 深沢光一, 東藤正浩, 但野茂

  日本機械学会第29回バイオエンジニアリング講演会 2017年01月 口頭発表（一般）
• Observation of mechanical response of mineral and collagen phases in bone tissue by laser Raman imaging  [通常講演]

  Masahiro Todoh, Shigeru Tadano

  16th International Conference on Biomedical Engineering 2016年12月 口頭発表（一般） Stephen Riady Centre, National University of Singapore Faculty of Engineering, National University of Singapore, Biomedical Engineering Society (Singapore)
  
• H-GaitとEMGテレメータを用いた歩行中の下肢筋活動  [通常講演]

  関善裕, 武田量, 原田証英, 遠山晴一, 東藤正浩, 但野茂

  日本機械学会第27回バイオフロンティア講演会 2016年10月 口頭発表（一般） 北海道大学工学部フロンティア応用科学研究棟（北海道札幌市） 日本機械学会
  
• EMG-CTによる肘関節屈曲伸展・前腕回外における上腕の筋活動計測  [通常講演]

  北井真人, 山田悟史, 原田証英, 遠山晴一, 岩崎倫政, 東藤正浩, 但野茂

  日本機械学会第27回バイオフロンティア講演会 2016年10月 口頭発表（一般） 北海道大学工学部フロンティア応用科学研究棟（北海道札幌市） 日本機械学会
  
• 被験者前腕モデルを用いたEMG-CT法による手指負荷時の前腕筋活動  [通常講演]

  豊田直希, 山田悟史, 原田証英, 遠山晴一, 岩崎倫政, 東藤正浩, 但野茂

  日本機械学会第27回バイオフロンティア講演会 2016年10月 口頭発表（一般） 北海道大学工学部フロンティア応用科学研究棟（北海道札幌市） 日本機械学会
  
• Biomechanical study on bone tissue as mineral/organic composite by X-ray diffraction technique  [通常講演]

  Masahiro Todoh

  6th Symposium on Academic Exchange and Collaborative Research between ETHZ and FoE-HU 2016年09月 その他 Faculty of Engineering, Hokkaido University, Sapporo, Japan
• 骨アパタイト・コラーゲンの力学的挙動とラマンシフトの関係  [通常講演]

  岡部亮佑, 東藤正浩, 但野茂

  日本機械学会2016年度年次大会 2016年09月 口頭発表（一般）
• Characteristic X-ray diffraction method for mechanical analysis of mineral and collagen phases in bone tissue  [通常講演]

  Masahiro Todoh, Shigeru Tadano

  2016 Summer Biomechanics, Bioengineering and Biotransport Conference 2016年06月 口頭発表（一般） National Harbor, Maryland, USA
• マイクロナノメカニクスの視点から知る骨強度特性  [招待講演]

  東藤正浩

  第36回日本骨形態計測学会 2016年06月 シンポジウム・ワークショップパネル（指名） 朱鷺メッセ 新潟コンベンションセンター 日本骨形態計測学会
  
• MRI T1 map value can be a surrogate for bone strength of cancellous bone  [通常講演]

  Kaori Endo, Masahiko Takahata, Hiroyuki Sugimori, Jeffrey Wang, Satoshi Yamada, Daisuke Takahashi, Masahiro Todoh, Shigeru Tadano, Kohsuke Kudo, Norimasa Iwasaki

  ORS 2016 Annual Meeting 2016年03月 ポスター発表
• Experimental mechanical analysis of mineralized biological tissue by XRD/Raman techniques  [通常講演]

  Masahiro Todoh

  Hokkaido - Ghent Joint Symposium "Connecting Japan and Belgium" 2016年02月 その他 Het Pand, Gent
• 家兎膝関節軟骨の摩擦特性と微視構造特性  [通常講演]

  東藤正浩, 上蓑義亮, 但野茂

  日本機械学会第28回バイオエンジニアリング講演会 2016年01月 口頭発表（一般）
• ウシ大腿骨皮質骨オステオンレベルの弾性率分布  [通常講演]

  山田悟史, 東藤正浩, 但野茂

  日本機械学会第28回バイオエンジニアリング講演会 2016年01月 口頭発表（一般）
• 小角・広角X線回折による皮質骨ミネラル・コラーゲンのひずみ計測  [通常講演]

  東藤正浩, 箕輪政伸, 但野茂

  日本機械学会M&M2015材料力学カンファレンス 2015年11月 口頭発表（一般） 慶応義塾大学矢上キャンパス（神奈川県横浜市）
• 骨質から視る骨のバイオメカニクス  [招待講演]

  東藤正浩

  日本バイオマテリアル学会第1回北海道地区セミナー札幌大会 2015年11月 口頭発表（招待・特別） 北海道医療大学札幌サテライトキャンパス（北海道札幌市） 日本バイオマテリアル学会
  
• Observation of mechanical responses of mineral and organic phases in bone tissue by Raman spectroscopy  [招待講演]

  Masahiro Todoh, Shigeru Tadano

  12th International Conference on Flow Dynamics 2015年10月 口頭発表（招待・特別） Sendai International Center, Sendai, Japan Institute of Fluid Science, Tohoku University
  
• 脆弱性骨折後圧潰進行リスクの予測因子－ウシ海綿骨試験片を用いた繰返し圧縮破壊試験による検討－  [通常講演]

  遠藤香織, 山田悟史, 高畑雅彦, 東藤正浩, 但野茂, 岩崎倫政

  第30回日本整形外科学会基礎学術集会 2015年10月 ポスター発表 富山国際会議場（富山県富山市）
• 関節リウマチでは早期から関節近傍皮質骨の骨質異常と骨脆弱性が生じる  [通常講演]

  清水智弘, 高畑雅彦, 亀田裕亮, 遠藤香織, 濱野博基, 平塚重人, 太田昌博, 伊藤哲平, 木村-須田廣美, 東藤正浩, 但野茂, 岩崎倫政

  第30回日本整形外科学会基礎学術集会 2015年10月 ポスター発表 富山国際会議場（富山県富山市）
• 高純度アルギン酸ゲルを併用した骨髄刺激法の効果－家兎骨軟骨欠損モデルを用いて－  [通常講演]

  馬場力哉, 小野寺智洋, 門間太輔, 松岡正剛, 本谷和俊, 遠藤香織, 東藤正浩, 但野茂, 岩崎倫政

  第30回日本整形外科学会基礎学術集会 2015年10月 ポスター発表 富山国際会議場（富山県富山市）
• X-ray diffraction method for strain measurements of mineral and collagen phases in cortical bone  [通常講演]

  Masahiro Todoh, Shigeru Tadano

  International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2015 2015年10月 口頭発表（一般） Loisir Hotel Toyohashi, Toyohashi, Japan The Materials & Mechanics Division, The Japan Society of Mechanical Engineers
  
• Micro cantilever bending for elastic modulus of single trabecula  [通常講演]

  Satoshi Yamada, Koichi Fukasawa, Masahiro Todoh, Shigeru Tadano

  8th Asian-Pacific Conference on Biomechanics 2015年09月 ポスター発表 Hokkaido University, Sapporo, Japan
• Structural strength of bovine cancellous cubic specimens under cyclic compression  [通常講演]

  Kaori Endo, Satoshi Yamada, Masahiro Todoh, Masahiko Takahata, Norimasa Iwasaki, Shigeru Tadano

  8th Asian-Pacific Conference on Biomechanics 2015年09月 ポスター発表 Hokkaido University, Sapporo, Japan
• Viscoelastic property of porcine liver by MRE using micro-MRI  [通常講演]

  Hayato Suzuki, Satoshi Yamada, Masahiro Todoh, Shigeru Tadano

  8th Asian-Pacific Conference on Biomechanics 2015年09月 ポスター発表 Hokkaido University, Sapporo, Japan
• Strain measurements for mineral and collagen phases in cortical bone by small and wide angle X-ray diffraction  [通常講演]

  Masahiro Todoh, Shigeru Tadano, Masanobu Minowa

  8th Asian-Pacific Conference on Biomechanics 2015年09月 口頭発表（一般） Hokkaido University, Sapporo, Japan
• 歩行解析システム「H-Gait」のGUI開発と雪道・トレッドミル歩行計測  [通常講演]

  藤澤忠, 武田量, 東藤正浩, 遠山晴一, 但野茂

  日本機械学会2015年度年次大会 2015年09月 口頭発表（一般） 北海道大学（北海道札幌市）
• Micro Cantilever Bendingによる海綿骨骨梁単体の弾性率計測  [通常講演]

  深沢光一, 山田悟史, 東藤正浩, 但野茂

  日本機械学会2015年度年次大会 2015年09月 口頭発表（一般） 北海道大学（北海道札幌市）
• ウシ大腿骨皮質骨表層と内部における弾性率と微視構造特性  [通常講演]

  近久晃一朗, 山田悟史, 東藤正浩, 但野茂

  日本機械学会2015年度年次大会 2015年09月 口頭発表（一般） 北海道大学（北海道札幌市）
• Micro-MRIを用いたMREシステムによるブタ肝臓計測  [通常講演]

  鈴木逸人, 山田悟史, 東藤正浩, 但野茂

  日本機械学会2015年度年次大会 2015年09月 口頭発表（一般） 北海道大学（北海道札幌市）
• ウシ海綿骨立方体試験片の繰返し圧縮時における強度特性  [通常講演]

  遠藤香織, 山田悟史, 東藤正浩, 高畑雅彦, 岩崎倫政, 但野茂

  日本機械学会2015年度年次大会 2015年09月 口頭発表（一般） 北海道大学（北海道札幌市）
• 小角・広角X線回折による皮質骨ミネラル・コラーゲンのひずみ計測  [通常講演]

  箕輪政伸, 東藤正浩, 但野茂

  日本機械学会2015年度年次大会 2015年09月 口頭発表（一般） 北海道大学（北海道札幌市）
• ラマンイメージングによる皮質骨のひずみ計測  [通常講演]

  岡部亮佑, 東藤正浩, 但野茂

  日本機械学会2015年度年次大会 2015年09月 口頭発表（一般） 北海道大学（北海道札幌市）
• Mechanical analysis of bone tissue as mineral and organic composite by Raman spectroscopy  [通常講演]

  Masahiro Todoh, Shigeru Tadano

  2015 Summer Biomechanics, Bioengineering and Biotransport Conference 2015年06月 ポスター発表 Snowbird, Utah, USA
• Structural strength of bovine cancellous cubic specimens under cyclic compression  [通常講演]

  Kaori Endo, Satoshi Yamada, Masahiro Todoh, Shigeru Tadano, Masahiko Takahata, Norimasa Iwasaki

  2015 Annual Meeting, ORS 2015年03月 ポスター発表 Las Vegas, USA
• MRI T2 mappingによる移植骨の骨強度評価の可能性  [通常講演]

  遠藤香織, 杉森博行, 高畑雅彦, 高橋大介, Jeffery Kuo-Chen Wang, 山田悟史, 東藤正浩, 但野茂, 岩崎倫政

  第27回代用臓器・再生医学研究会総会 2015年02月 口頭発表（一般） 北海道大学医学部学友会館フラテ
• 関節リウマチでは皮質骨の骨質劣化により早期から骨脆弱性が生じる  [通常講演]

  清水智弘, 高畑雅彦, 亀田裕亮, 濱野博基, 遠藤香織, 平塚重人, 太田昌博, 岩崎倫政, 伊藤哲平, 木村-須田廣美, 東藤正浩, 但野茂

  第128回北海道整形災害外科学会 2015年01月 口頭発表（一般） 札幌医科大学臨床教育研究棟（北海道札幌市）
• ラマン分光法による骨アパタイト/コラーゲンの力学挙動解析  [通常講演]

  東藤正浩, 但野茂

  日本機械学会第27回バイオエンジニアリング講演会 2015年01月 口頭発表（一般）
• 年齢によるウシ大腿骨表層残留応力と微視構造特性の変化  [通常講演]

  山田悟史, 大沼舞, 東藤正浩, 但野茂

  日本機械学会第27回バイオエンジニアリング講演会 2015年01月 口頭発表（一般）
• 広範囲X線回折プロファイルによる皮質骨のナノスケール変形計測  [通常講演]

  箕輪政伸, 東藤正浩, 但野茂

  第53回日本生体医工学会北海道支部大会 2014年10月 口頭発表（一般） 北海道大学大学院情報科学研究科（北海道札幌市）
• ウシ大腿骨海綿骨の異方性弾性率とハイドロキシアパタイト（HAp）結晶構造の関係  [通常講演]

  遠藤香織, 山田悟史, 東藤正浩, 但野茂, 高畑雅彦, 岩崎倫政

  第29回日本整形外科学会基礎学術集会 2014年10月 ポスター発表 城山観光ホテル（鹿児島県鹿児島市）
• ラマン分光法による骨コラーゲン/アパタイト複合構造に基づく力学機能評価  [通常講演]

  東藤正浩, 但野茂

  第29回日本整形外科学会基礎学術集会 2014年10月 シンポジウム・ワークショップパネル（指名） 城山観光ホテル（鹿児島県鹿児島市）
• ウシ海綿骨立方体試験片の繰返し圧縮時における強度特性  [通常講演]

  遠藤香織, 山田悟史, 東藤正浩, 但野茂, 高畑雅彦, 岩崎倫政

  生活生命支援医療福祉工学系学会連合大会2014 2014年09月 口頭発表（一般） ルスツリゾート（北海道虻田郡） 一般社団法人ライフサポート学会, 日本生活支援工学会, 一般社団法人日本機械学会
  
• 振り子法による家兎膝関節の摩擦・粘弾性測定  [通常講演]

  東藤正浩, 但野茂, 岩崎倫政

  生活生命支援医療福祉工学系学会連合大会2014 2014年09月 口頭発表（一般） ルスツリゾート（北海道虻田郡） 一般社団法人ライフサポート学会, 日本生活支援工学会, 一般社団法人日本機械学会
  
• ものづくりを支える工学技術と技能教育  [招待講演]

  東藤正浩

  日本歯科技工学会第36回学術大会 2014年09月 口頭発表（招待・特別） 北海道大学学術交流会館（北海道札幌市） 一般社団法人日本歯科技工学会
  
• Laser Raman phenomena of cortical bone under tensile loading  [通常講演]

  Masahiro Todoh, Shigeru Tadano

  4th Japan-Switzerland Workshop on Biomechanics 2014年09月 ポスター発表 Shima Kanko Hotel the Classic, Shima, Mie, Japan
• 副甲状線ホルモン製剤とビタミンK投与によりラット大腿骨骨折仮骨のコラーゲン配向性が改善し，骨強度の回復を促進する  [通常講演]

  伊藤哲平, 清水智弘, 東藤正浩, 高畑雅彦, 木村-須田廣美

  第32回日本骨代謝学会学術集会 2014年07月 ポスター発表 大阪国際会議場（大阪府大阪市） 日本骨代謝学会
  
• ビタミンK依存性Gla化蛋白オステオカルシンはテリパラチドの骨治癒促進効果に影響する  [通常講演]

  清水智弘, 高畑雅彦, 亀田裕亮, 濱野博基, 平塚重人, 伊藤哲平, 木村-須田廣美, 東藤正浩, 但野茂, 岩崎倫政

  第32回日本骨代謝学会学術集会 2014年07月 口頭発表（一般） 大阪国際会議場（大阪府大阪市） 日本骨代謝学会
  
• ラマン分光法による骨組織の力学的機能評価  [通常講演]

  東藤正浩

  日本機械学会部門協議会「高度物理刺激と生体応答に関する研究分科会(P-SCC12)」第5回分科会特別講演会 2014年07月 口頭発表（一般） 北海道大学大学院工学研究院（北海道札幌市） 日本機械学会部門協議会「高度物理刺激と生体応答に関する研究分科会」
  
• 膝関節軟骨の圧縮負荷とラマンシフトの関係  [通常講演]

  東藤正浩, 但野茂

  日本機械学会M&M2014材料力学カンファレンス 2014年07月 口頭発表（一般） 福島県福島市 日本機械学会
  
• Frictional and viscoelastic properties of synovial joint by pendulum test  [通常講演]

  Masahiro Todoh, Shigeru Tadano, Norimasa Iwasaki

  7th World Congress of Biomechanics 2014年07月 口頭発表（一般） Boston, Massachusetts World Council of Biomechanics
  
• ビタミンK依存性Gla化蛋白オステオカルシンはテリパラチドの骨治癒促進効果に影響する  [通常講演]

  清水智弘, 高畑雅彦, 亀田裕亮, 濱野博基, 伊藤哲平, 木村-須田廣美, 東藤正浩, 但野茂, 岩崎倫政

  第34回日本骨形態計測学会 2014年06月 口頭発表（一般） さっぽろ芸文館（北海道札幌市） 日本骨形態計測学会
  
• ラマン分光法による関節軟骨の力学挙動解析  [通常講演]

  東藤正浩, 但野茂

  第34回日本骨形態計測学会 2014年06月 口頭発表（一般） さっぽろ芸文館（北海道札幌市） 日本骨形態計測学会
  
• ラマン分光法による骨組織構成成分の力学応答解析  [通常講演]

  東藤正浩, 但野茂

  第37回日本バイオレオロジー学会年会 2014年06月 口頭発表（一般） 大宮ソニックシティ（埼玉県さいたま市） 日本バイオレオロジー学会
  
• Vitamin K maximizes the efficacy of teriparatide on skeletal repair  [通常講演]

  T. SHIMIZU, M. TAKAHATA, Y. KAMEDA, H. HAMANO, T. ITO, H. SUDA-KIMURA, M. TODOH, S. TADANO, N. IWASAKI

  2014 Annual Meeting, ORS 2014年03月 ポスター発表
• 副甲状腺ホルモン製剤による骨治癒促進効果にはビタミンK依存性Gla化蛋白オステオカルシンの充足が必要である  [通常講演]

  清水智弘, 高畑雅彦, 亀田裕亮, 濱野博基, 伊藤哲平, 木村-須田廣美, 東藤正浩, 但野茂, 岩崎倫政

  第126回北海道整形災害外科学会 2014年02月 口頭発表（一般）
• 皮質骨と海綿骨のHAp結晶配向およびEDS成分分析  [通常講演]

  福田桜子, 山田悟史, 東藤正浩, 但野茂

  日本機械学会第26回バイオエンジニアリング講演会 2014年01月 口頭発表（一般） 宮城県仙台市
• 皮質骨の弾性・粘性係数におけるコラーゲン変性の影響  [通常講演]

  張月琳, 山田悟史, 東藤正浩, 但野茂

  日本機械学会第26回バイオエンジニアリング講演会 2014年01月 口頭発表（一般） 宮城県仙台市
• ラマン分光解析による膝関節軟骨の力学挙動観察  [通常講演]

  東藤正浩, 但野茂

  日本機械学会第26回バイオエンジニアリング講演会 2014年01月 口頭発表（一般） 宮城県仙台市
• Viscoelastic moduli of bovine cortical tissue measured by cantilever free vibrations of mm-sized specimen  [通常講演]

  Yuelin ZHANG, Satoshi YAMADA, Masahiro TODOH, Shigeru TADANO

  15th International Conference on Biomedical Engineering 2013年12月 口頭発表（一般） Singapore
• Mechanical analysis of mineral and collagen phases in bone by Raman spectroscopy  [通常講演]

  Masahiro Todoh, Shigeru Tadano

  15th International Conference on Biomedical Engineering 2013年12月 口頭発表（一般） Singapore
• 膝関節軟骨のラマン分光特性と圧縮負荷の関係  [通常講演]

  東藤正浩, 但野茂

  日本機械学会M&M2013材料力学カンファレンス 2013年10月 口頭発表（一般） 岐阜大学（岐阜県岐阜市）
• 多点表面筋電位計を用いた手指運動による前腕内部筋活動計測  [通常講演]

  頓所祐貴, 中島康博, 東藤正浩, 但野茂

  第52回日本生体医工学会北海道支部大会 2013年10月 口頭発表（一般） 北海道大学大学院情報科学研究科（北海道札幌市）
• ウシ大腿骨海綿骨骨梁の弾性率と微視構造特性  [通常講演]

  福田桜子, 山田悟史, 東藤正浩, 但野茂

  第52回日本生体医工学会北海道支部大会 2013年10月 口頭発表（一般） 北海道大学大学院情報科学研究院（北海道札幌市）
• 単結晶シリコンの結晶ひずみとラマンシフトの関係  [通常講演]

  丹治雅人, 東藤正浩, 但野茂

  日本機械学会北海道支部第52回講演会 2013年09月 口頭発表（一般） 函館工業高等専門学校（北海道函館市）
• Role of ultra-high-molecular-weight hyaluronic acid as a chondroprotective agent in a rabbit knee osteoarthritis model  [通常講演]

  S. Elmorsy, T. Funakoshi, F. Sasazawa, S. Tadano, M. Todoh, N. Iwasaki

  International Cartilage Repair Society 2013 2013年09月 ポスター発表 Izmir, Turkey
• Raman spectroscopy for mechanical analysis of bone tissue  [通常講演]

  Masahiro Todoh, Shigeru Tadano

  6th International Symposium on Interdisciplinary Research and Education on Medical Device Developments 2013年09月 ポスター発表 Hirosaki University, Hirosaki, Japan Graduate School of Science and Technology, Hirosaki University
  
• 皮質骨のラマン分光現象と引張負荷の関係  [通常講演]

  門谷琢郎, 東藤正浩, 但野茂

  日本機械学会2013年度年次大会 2013年09月 口頭発表（一般） 岡山大学津島キャンパス
• 振子法による膝関節軟骨の摩擦・粘弾性特性  [通常講演]

  飯岡秀歳, 東藤正浩, 但野茂, 岩崎倫政

  日本機械学会2013年度年次大会 2013年09月 口頭発表（一般） 岡山大学津島キャンパス
• Frictional and viscoelastic properties of joint cartilage by pendulum test  [通常講演]

  Masahiro TODOH, Shigeru TADANO, Norimasa IWASAKI

  The 7th Asian Pacific Conference on Biomechancis 2013年08月 口頭発表（一般） KIST International Cooperation Building, Seoul, Korea Korea Institute of Science and Technology, Korean Society of Biomechanics
  
• Effect of apatite crystal alignments on anisotropic fracture characteristics of cortical bone  [通常講演]

  Kazuhiro FUJISAKI, Hiroya YOKOYAMA, Masahiro TODOH, Shigeru TADANO

  KSME 2013 Bio Engineering Division Spring Conference 2013年05月 口頭発表（一般）
• 生体骨のラマン散乱特性と負荷応答  [通常講演]

  東藤正浩, 但野茂

  日本材料学会第62期学術講演会 2013年05月 口頭発表（一般）
• 家兎関節症モデルにおける高分子ヒアルロン酸の軟骨保護作用  [通常講演]

  Sameh ELMORSY, 船越忠直, 笹沢史生, 佃幸憲, 東藤正浩, 但野茂, 岩崎倫政

  第26回日本軟骨代謝学会 2013年03月 口頭発表（一般） 千里ライフサイエンスセンター（大阪府豊中市）
• EMG tomography system with multi surface electrodes in forearm  [通常講演]

  Yasuhiro Nakajima, Satoshi Yoshinari, Masahiro Todoh, Masahide Harada, Shigeru Tadano

  2013 Annual Meeting, ORS 2013年01月 ポスター発表 Henry B. Gonzalez Convention Center, San Antonio, Texas, USA Orthopaedic Research Society
  
• Mechanical analysis of mineral phase in bone by Raman spectroscopy and effects of aging and its anisotropy  [通常講演]

  Masahiro TODOH, Shigeru TADANO

  2013 Annual Meeting, ORS 2013年01月 ポスター発表
• Residual stresses for bone axial direction in bovine femoral diaphysis - Growth effect -  [通常講演]

  Satoshi YAMADA, Shigeru TADANO, Masahiro TODOH

  2013 Annual Meeting, ORS 2013年01月 ポスター発表
• Chondroprotective effects of ultra-high molecular weight hyaluronic acid in a rabbit knee osteoarthritis model  [通常講演]

  S. ELMORSY, T. FUNAKOSHI, N. IWASAKI, Y. TSUKUDA, F. SASAZAWA, M. TODOH, S. TADANO, A. MINAMI

  2013 Annual Meeting, ORS 2013年01月 ポスター発表
• Mechanical analysis of mineral phase in bone by Raman spectroscopy and effects of aging and its anisotropy  [通常講演]

  Masahiro TODOH, Shigeru TADANO

  ORS 2013 Annual Meeting 2013年01月 ポスター発表
• Residual stresses for bone axis direction in bovine femoral diaphysis - Grow effect -  [通常講演]

  Satoshi YAMADA

  ORS 2013 Annual Meeting 2013年01月 ポスター発表
• Chondroprotective effects of ultra-high molecular weight hyaluronic acid in a rabbit knee osteoarthritis model  [通常講演]

  Sameh ELMORSY

  ORS 2013 Annual Meeting 2013年01月 ポスター発表
• 多点表面筋電計を用いた前腕内筋活動分布の計測  [通常講演]

  中島康博, 吉成哲, 東藤正浩, 原田証英, 但野茂

  日本機械学会第25回バイオエンジニアリング講演会 2013年01月 口頭発表（一般）
• ラマン分光法による骨組織の微視構造・力学特性評価  [通常講演]

  東藤 正浩

  日本機械学会第25回バイオエンジニアリング講演会 2013年01月 口頭発表（一般）
• ラマン分光法による骨微視力学挙動観察  [通常講演]

  東藤 正浩

  第39回日本臨床バイオメカニクス学会 2012年11月 口頭発表（一般）
• 生体硬組織の応力測定技術とバイオメカニクス  [通常講演]

  藤崎 和弘

  第28回寒地技術シンポジウム 2012年10月 口頭発表（一般）
• ラマン分光法によるハイドロキシアパタイトの応力解析  [通常講演]

  東藤正浩, 但野茂, 丹治雅人

  日本機械学会北海道支部第51回講演会 2012年10月 口頭発表（一般） 北海道北見市
• 骨組織の引張変形とラマンシフトの関係  [通常講演]

  門谷琢郎, 東藤正浩, 但野茂

  第51回日本生体医工学会北海道支部大会 2012年10月 口頭発表（一般）
• 振動特性を利用した家兎膝関節の摩擦・粘弾性測定  [通常講演]

  飯岡秀歳, 東藤正浩, 但野茂, 岩崎倫政

  第51回日本生体医工学会北海道支部大会 2012年10月 口頭発表（一般）
• X線IPによる骨表層残留応力計測  [通常講演]

  山田悟史, 大沼舞, 東藤正浩, 但野茂

  日本機械学会第23回バイオフロンティア講演会 2012年10月 口頭発表（一般） 弘前文化センター（青森県弘前市） 一般社団法人日本機械学会
  
• 後方散乱X線による歯牙表層アパタイトの結晶構造観察  [通常講演]

  藤崎和弘, 太田恭介, 東藤正浩, 但野茂

  日本機械学会第23回バイオフロンティア講演会 2012年10月 口頭発表（一般） 弘前文化センター（青森県弘前市） 一般社団法人日本機械学会
  
• ラマン分光法による骨組織力学解析  [通常講演]

  東藤正浩, 但野茂

  日本機械学会M&M2012材料力学カンファレンス 2012年09月 口頭発表（一般）
• 振り子試験による膝関節軟骨の摩擦特性と粘弾性特性  [通常講演]

  柏真太郎, 東藤正浩, 但野茂, 岩崎倫政

  日本機械学会2012年度年次大会 2012年09月 口頭発表（一般） 金沢大学角間キャンパス（石川県金沢市） 日本機械学会
  
• ウシ大腿骨海綿骨骨梁のHAp結晶配向性と弾性率  [通常講演]

  山田悟史, 福田桜子, 東藤正浩, 但野茂

  日本機械学会2012年度年次大会 2012年09月 口頭発表（一般） 金沢大学角間キャンパス（石川県金沢市） 日本機械学会
  
• ラマン分光法による骨コラーゲン/アパタイトの力学挙動解析  [通常講演]

  東藤 正浩

  第32回日本骨形態計測学会 2012年06月 口頭発表（一般）
• Friction properties of synovial joint lubrication by pendulum tester  [通常講演]

  Masahiro TODOH, Shigeru TADANO, Norimasa IWASAKI

  KSME 2012 Bio Engineering Division Spring Conference 2012年03月 口頭発表（一般）
• ウシ大腿骨残留応力分布の年齢による違い  [通常講演]

  山田 悟史

  日本機械学会第24回バイオエンジニアリング講演会 2012年01月 口頭発表（一般）
• 骨アパタイト/コラーゲンの力学的相互作用と骨強度への影響  [通常講演]

  東藤 正浩

  日本機械学会第24回バイオエンジニアリング講演会 2012年01月 口頭発表（一般）
• 加齢骨の微視構造特性と力学特性  [通常講演]

  東藤正浩, 但野茂

  生活生命支援医療福祉工学系学会連合大会2011 2011年11月 口頭発表（一般） 芝浦工業大学芝浦キャンパス（東京都港区） ライフサポート学会, 日本生活支援工学会, 日本機械学会
  
• ウシ大腿骨皮質骨のオステオン三次元構造とマクロ弾性率  [通常講演]

  川島圭太, 山田悟史, 藤崎和弘, 東藤正浩, 但野茂

  第50回日本生体医工学会北海道支部大会 2011年10月 口頭発表（一般）
• 関節回転中心を考慮した膝関節摩擦抵抗測定  [通常講演]

  柏真太郎, 東藤正浩, 但野茂, 岩崎倫政

  第50回日本生体医工学会北海道支部大会 2011年10月 口頭発表（一般）
• ウシ大腿骨における皮質骨階層構造特性と力学的特性の関係  [通常講演]

  山田 悟史

  日本機械学会2011年度年次大会 2011年09月 口頭発表（一般）
• ラマン分光法によるウシ皮質骨の力学特性評価  [通常講演]

  東藤正浩, 東海林寛, 但野茂

  日本機械学会2011年度年次大会 2011年09月 口頭発表（一般）
• 骨アパタイト/コラーゲン構造の微視変形挙動観察  [通常講演]

  東藤正浩, Jorg Goldhahn, Philipp Schneider, Ralph Muller, Oliver Bunk

  日本機械学会M&M2011材料力学カンファレンス 2011年07月 口頭発表（一般） 九州工業大学
• 放射光X線回折による骨アパタイト-コラーゲン複合構造の力学挙動観察  [通常講演]

  東藤正浩, Jorg GOLDHAHN, Philipp, SCHNEIDER, Ralph Muller, Oliver BUNK, 但野茂

  第34回日本バイオレオロジー学会年会 2011年06月 口頭発表（一般） 関西大学100周年記念会館（大阪府吹田市） 日本バイオレオロジー学会
  
• 放射光X線回折によるアパタイト-コラーゲン複合構造の力学挙動観察  [通常講演]

  東藤 正浩

  第31回日本骨形態計測学会 2011年05月 口頭発表（一般）
• 関節運動軌跡を考慮した家兎膝関節の摩擦特性評価  [通常講演]

  東藤 正浩

  第50回日本生体医工学会大会 2011年04月 口頭発表（一般）
• シンクロトロンによる皮質骨内部の残留応力分布測定  [通常講演]

  山田悟史, 藤崎和弘, 東藤正浩, 但野茂

  日本機械学会第23回バイオエンジニアリング講演会 2011年01月 口頭発表（一般）
• 関節回転中心を考慮した家兎膝関節の摩擦係数測定  [通常講演]

  東藤正浩, 藤崎和弘, 柏真太郎, 但野茂, 佃幸憲, 五十嵐達弥, 岩崎倫政, 三浪明男

  日本機械学会第23回バイオエンジニアリング講演会 2011年01月 口頭発表（一般）
• 皮質骨骨軸方向負荷時のHAp結晶ひずみとオステオン面積比の関係  [通常講演]

  小瀧優香, 山田悟史, 藤崎和弘, 東藤正浩, 但野茂

  日本機械学会北海道支部第49回講演会 2010年11月 口頭発表（一般）
• 海綿骨骨梁における引張負荷時のHAp結晶ひずみ  [通常講演]

  上原 遼士

  日本機械学会北海道支部第49回講演会 2010年11月 口頭発表（一般）
• ウシ大腿骨骨幹内部の残留応力分布  [通常講演]

  山田 悟史

  第37回日本臨床バイオメカニクス学会 2010年11月 口頭発表（一般）
• 放射光X線回折による骨組織内ミネラル-コラーゲン相の力学挙動観察  [通常講演]

  東藤 正浩

  第37回日本臨床バイオメカニクス学会 2010年11月 口頭発表（一般）
• 3次元有限要素法による閉口筋を考慮したインプラント傾斜埋入下顎骨モデルの応力解析  [通常講演]

  仲井 太心

  日本機械学会第23回計算力学講演会 2010年09月 口頭発表（一般）
• 拘束条件を改善したインプラント埋入下顎骨モデルにおける応力解析  [通常講演]

  仲井 太心

  第18回顎顔面バイオメカニクス学会大会 2010年09月 口頭発表（一般）
• 放射光X線回折による骨ミネラル-コラーゲン相の力学挙動観察  [通常講演]

  東藤 正浩

  第18回顎顔面バイオメカニクス学会大会 2010年09月 口頭発表（一般）
• エナメル質表面におけるアパタイトの結晶配向と変形特性  [通常講演]

  藤崎 和弘

  第18回顎顔面バイオメカニクス学会大会 2010年09月 口頭発表（一般）
• ウシ大腿骨海綿骨における骨梁内HAp結晶の配向と変形挙動  [通常講演]

  山田 悟史

  日本機械学会2010年度年次大会 2010年09月 口頭発表（一般）
• Effect of collagen denaturation on mechanical properties of bone tissue  [通常講演]

  Masahiro Todoh, Shigeru Tadano, Takahiro Maeshima

  6th World Congress of Biomechanics 2010年08月 口頭発表（一般） Singapore Suntec Convention Center, Singapore
• ウシ・ウマの大腿骨における残留応力の比較  [通常講演]

  山田 悟史

  日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2010 2010年06月 ポスター発表
• ホタテ貝炭酸カルシウムを用いたヒアルロン酸ゲルによる骨再生  [通常講演]

  新井田 淳

  日本機械学会第22回バイオエンジニアリング講演会 2010年01月 口頭発表（一般）
• ミネラル結晶分布が皮質骨の力学的異方性に与える影響  [通常講演]

  Bijay GIRI

  日本機械学会第22回バイオエンジニアリング講演会 2010年01月 口頭発表（一般）
• ウマ四肢骨幹の残留応力  [通常講演]

  山田 悟史

  日本機械学会第22回バイオエンジニアリング講演会 2010年01月 口頭発表（一般）
• Residual stresses at the cortical bone of the rabbit extremities  [通常講演]

  6th World Congress of Biomechanics 2010年
• 前腕筋・骨格系の導電率分布  [通常講演]

  増田 耕平

  日本機械学会北海道支部第48回講演会 2009年11月 口頭発表（一般）
• 骨破壊強度特性に及ぼす加熱温度および時間の効果  [通常講演]

  前島 崇宏

  日本機械学会北海道支部第48回講演会 2009年11月 口頭発表（一般）
• 家兎四肢骨層における残留応力  [通常講演]

  山田 悟史

  第36回日本臨床バイオメカニクス学会 2009年10月 口頭発表（一般）
• 閉口筋を考慮した3次元有限要素法によるインプラント傾斜埋入モデルの下顎骨の応力解析  [通常講演]

  仲井 太心

  第17回顎顔面バイオメカニクス学会大会 2009年10月 口頭発表（一般）
• 3次元有限要素法によるインプラント傾斜埋入上顎骨モデルの応力解析  [通常講演]

  坂本 太郎

  第17回顎顔面バイオメカニクス学会大会 2009年10月 口頭発表（一般）
• 生体組織内チタンインプラントのX線ひずみ測定  [通常講演]

  藤崎 和弘

  日本機械学会2009年度年次大会 2009年09月 口頭発表（一般）
• 表面筋電分布計測による前腕諸筋の筋活動解析  [通常講演]

  中島 康博

  日本機械学会Dynamics&Design Conference 2009 2009年08月 口頭発表（一般）
• 家兎下肢における骨組織の残留応力測定  [通常講演]

  山田 悟史

  日本機械学会M&M2009材料力学カンファレンス 2009年07月 口頭発表（一般）
• Characterization of mineral crystallites deformation under tensile loading  [通常講演]

  Bijay GIRI, Shigeru TADANO, Kazuhiro FUJISAKI, Masahiro TODOH

  4th Asian Pacific Conference on Biomechanics 2009年04月 口頭発表（一般）
• 高純度アルギン酸のウサギ膝関節内投与による変形性関節症の進行抑制効果  [通常講演]

  五十嵐 達弥

  第22回日本軟骨代謝学会 2009年03月 口頭発表（一般）
• 表面筋電位分布を用いた前腕の筋活動推定手法  [通常講演]

  中島康博, 前田大輔, 桑野晃希, 吉成哲, 増田耕平, 東藤正浩, 但野茂

  日本機械学会第21回バイオエンジニアリング講演会 2009年01月 口頭発表（一般） 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市） 社団法人日本機械学会
  
• 家兎膝関節運動機能に及ぼすHA投与の効果  [通常講演]

  東藤正浩, 但野茂, 藤崎和弘, 五十嵐達弥, 岩崎倫政, 三浪明男

  日本機械学会第21回バイオエンジニアリング講演会 2009年01月 口頭発表（一般） 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市） 社団法人日本機械学会
  
• 皮質骨HAp結晶群の引張負荷時における再分配と再構築  [通常講演]

  ギリビジャイ, 藤崎和弘, 東藤正浩, 但野茂

  日本機械学会第21回バイオエンジニアリング講演会 2009年01月 口頭発表（一般） 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市） 社団法人日本機械学会
  
• 牛大腿骨皮質骨における残留応力分布  [通常講演]

  山田悟史, 藤崎和弘, 東藤正浩, 但野茂

  日本機械学会第21回バイオエンジニアリング講演会 2009年01月 口頭発表（一般） 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市） 社団法人日本機械学会
  
• 歯牙エナメル質内HAp結晶の配向性分布  [通常講演]

  渋谷良太, 東藤正浩, 藤崎和弘, 新井田淳, 但野茂

  日本機械学会第21回バイオエンジニアリング講演会 2009年01月 口頭発表（一般） 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市） 社団法人日本機械学会
  
• Effect of collagen denaturation on mechanical properties of bone  [通常講演]

  3rd Switzerland-Japan Workshop on Biomechanics 2009年 ポスター発表
• Relationship between tissue stress and HAp lattice strain in bovine cortical bone  [通常講演]

  3rd Switzerland-Japan Workshop on Biomechanics 2009年
• Residual stress around outer cortical region in bovine femoral diaphysis  [通常講演]

  World Congress 2009 - Medical Physics and Biomedical Engineering 2009年 ポスター発表
• Gait posture estimation by wearable acceleration and gyro sensor  [通常講演]

  World Congress 2009 - Medical Physics and Biomedical Engineering 2009年
• Effect of skin and subcutaneous tissue on X-ray strain measurement of Ti implant  [通常講演]

  World Congress 2009 - Medical Physics and Biomedical Engineering 2009年 ポスター発表
• Effect of collagen denaturation on mechanical properties of bone  [通常講演]

  3rd Switzerland-Japan Workshop on Biomechanics 2009年 ポスター発表
• Relationship between tissue stress and HAp lattice strain in bovine cortical bone  [通常講演]

  3rd Switzerland-Japan Workshop on Biomechanics 2009年
• Residual stress around outer cortical region in bovine femoral diaphysis  [通常講演]

  World Congress 2009 - Medical Physics and Biomedical Engineering 2009年 ポスター発表
• Gait posture estimation by wearable acceleration and gyro sensor  [通常講演]

  World Congress 2009 - Medical Physics and Biomedical Engineering 2009年
• Effect of skin and subcutaneous tissue on X-ray strain measurement of Ti implant  [通常講演]

  World Congress 2009 - Medical Physics and Biomedical Engineering 2009年 ポスター発表
• 携帯型センサーシステムによる3次元歩行解析手法の開発  [通常講演]

  武田量, 但野茂, 東藤正浩, 吉成哲

  第47回日本生体医工学会北海道支部大会 2008年10月 口頭発表（一般） 北海道工業大学（北海道札幌市） 日本生体医工学会
  
• X線回折法による牛大腿骨骨幹部外周表層の残留応力測定  [通常講演]

  山田悟史, 藤崎和弘, 東藤正浩, 但野茂

  第47回日本生体医工学会北海道支部大会 2008年10月 口頭発表（一般） 北海道工業大学（北海道札幌市） 日本生体医工学会
  
• Effect of Heat Denaturation of Collagen Matrix on Bone Strength  [通常講演]

  13th International Conference on Biomedical Engineering 2008年
• Gait analysis using wireless acceleration sensors and gyro sensors  [通常講演]

  Ryo Takeda, Shigeru Tadano, Masahiro Todoh, Satoshi Yoshinari

  3rd Asian Pacific Conference on Biomechanics 2007年11月 口頭発表（一般） The University of Tokyo, Tokyo, Japan
• Residual stress near foramena of bovine femur and metacarpus  [通常講演]

  Bijay Giri, Kazuhiro Fujisaki, Masahiro Todoh, Shigeru Tadano

  3rd Asian Pacific Conference on Biomechanics 2007年11月 口頭発表（一般） The University of Tokyo, Tokyo, Japan
• Laser-bonding of bone and implant material  [通常講演]

  Taira Ogita, Shigeru Tadano, Masahiro Todoh, Masaru Kanaoka

  3rd Asian Pacific Conference on Biomechanics 2007年11月 口頭発表（一般） The University of Tokyo, Tokyo, Japan
• Effect of mineral content on mechanical properties of bone  [通常講演]

  Masahiro Todoh, Shigeru Tadano

  3rd Asian Pacific Conference on Biomechanics 2007年11月 口頭発表（一般） The University of Tokyo, Tokyo, Japan
• 骨の破壊特性に及ぼす有機基質の影響  [通常講演]

  東藤正浩, 但野茂, 伊万里祐輔

  日本機械学会北海道支部第46回講演会 2007年09月 口頭発表（一般） 函館工業高等専門学校（北海道函館市）
• 骨の微視構造を考慮した複合構造モデリング  [通常講演]

  東藤正浩, 但野茂

  九州大学応用力学研究所研究集会「バイオメカニクスとシミュレーション技術」 2007年06月 口頭発表（一般）
• Effects of micro-composite structure on mechanical properties of bone tissue  [通常講演]

  Masahiro Todoh, Shigeru Tadano

  2nd Hokkaido University – Seoul National University Symposium on Mechanical and Aerospace Engineering 2007年01月 シンポジウム・ワークショップパネル（指名） Hokkaido University, Sapporo, Japan Department of Mechanical and Intelligent System Engineering, Hokkaido University and School of Mechanical and Aerospace Engineering, Seoul National University
  
• 電動車椅子のスリップ制御システムの開発  [通常講演]

  日本機械学会2007年度年次大会 2007年
• ハイドロキシアパタイトのレーザ接合  [通常講演]

  日本機械学会2007年度年次大会 2007年
• 脊髄組織の外力と流動電位の関係  [通常講演]

  日本機械学会2007年度年次大会 2007年
• 脊椎骨強度測定用プローブの開発  [通常講演]

  日本機械学会2007年度年次大会 2007年
• X線IPによる皮質骨HAp結晶ひずみの測定  [通常講演]

  日本機械学会2007年度年次大会 2007年
• 皮質骨の力学特性に及ぼすHAp体積比の影響  [通常講演]

  日本機械学会2007年度年次大会 2007年
• Microstructure of cortical bone around the foramen in bovine lumbar vertebra  [通常講演]

  Bijay Giri, Shigeru Tadano, Kazuhiro Fujisaki, Masahiro Todoh

  5th World Congress of Biomechanics 2006年07月 口頭発表（一般） Munich University of Applied Sciences, Munich, Germany
• Effect of collagen matrix on mechanical properties of bone  [通常講演]

  Masahiro Todoh, Shigeru Tadano, Yusuke Imari

  5th World Congress on Biomechanics 2006年07月 ポスター発表 Munich University of Applied Sciences, Munich, Germany
• 生体大腿骨の皮質骨形状モデリング手法”. 日本機械学会第17回バイオフロンティア講演会  [通常講演]

  日本機械学会第17回バイオフロンティア講演会 2006年
• 加速度センサーと角速度センサーを用いた歩行解析  [通常講演]

  日本機械学会第17回バイオフロンティア講演会 2006年
• 放射線治療による腫瘍領域縮小過程の予測シミュレーション  [通常講演]

  日本機械学会第17回バイオフロンティア講演会 2006年
• 電動車椅子用水平保持アクティブシートの開発  [通常講演]

  東藤正浩, 但野茂, 北川弘之

  日本機械学会2006年度年次大会 2006年 口頭発表（一般）
• Gait analysis using wearable sensors for acceleration and angular velocity  [通常講演]

  Masahiro Todoh, Shigeru Tadano, Manabu Morikawa

  12th International Conference on Biomedical Engineering 2005年12月 口頭発表（一般）
• Anisotropic modeling of bone tissue with composite structure of HAp-collagen  [通常講演]

  Masahiro Todoh, Shigeru Tadano, Kazuhiro Fujisaki, T. Kanamori

  The 2nd Asian Pacific Conference on Biomechanics 2005年11月 口頭発表（一般） Taipei, Taiwan Taiwanese Society of Biomechanics
  
• 有限要素モデルに基づく椎間板剛性を補償する脊椎固定デバイスの最適設計  [通常講演]

  東藤正浩, 但野茂, 鶴江陽介, 白土修

  第32回日本臨床バイオメカニクス学会 2005年10月 口頭発表（一般） 北海道大学学術交流会館（北海道札幌市）
• 安全な斜面走行のための電動車椅子用アクティブシートの開発  [通常講演]

  東藤正浩, 但野茂, 本島誉久, 北川弘之

  日本機械学会2005年度年次大会 2005年09月 口頭発表（一般） 東京都調布市
• Mechanical behaviour of mineral and collagen phases in bone: Observation by X-ray diffraction  [通常講演]

  Masahiro TODOH, Takeshi MATSUMOTO, Masao TANAKA

  2nd Japan-Switzerland Workshop on Biomechanics 2005年09月 ポスター発表
• 転倒時の衝撃吸収を目的としたセル状ヒップパッドの開発  [通常講演]

  後藤直子, 但野茂, 東藤正浩, 向井大作, 新畑将, 中土幸男

  日本機械学会第15回設計工学・システム部門講演会 2005年08月 口頭発表（一般） 北海道大学学術交流会館（北海道札幌市） 日本機械学会
  
• 短下肢装具関節剛性の設計指針  [通常講演]

  田中正夫, 赤澤康史, 松本健志, 内藤尚, 東藤正浩, 野村毅

  日本機械学会第15回設計工学・システム部門講演会 2005年08月 口頭発表（一般） 北海道大学学術交流会館（北海道札幌市） 日本機械学会
  
• 椎間板剛性を補償する脊椎後方固定デバイスの最適設計  [通常講演]

  東藤正浩, 但野茂, 鶴江陽介, 白土修

  日本機械学会第15回設計工学・システム部門講演会 2005年08月 口頭発表（一般） 北海道大学学術交流会館（北海道札幌市） 日本機械学会
  
• Relationship between mechanical property of cancellous bone and hardness of trabeculae  [通常講演]

  Masahiro Todoh, Takeshi Matsumoto, Masao Tanaka

  Joint Symposium of Hokkaido University and University of Alberta 2005年03月 その他 Victoria, Canada
• 生体骨の階層構造に着目した構造・力学特性評価について  [招待講演]

  東藤正浩

  日本機械学会北海道支部材料・材料強度・加工懇話会 2005年02月 公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等 北海道大学工学部（北海道札幌市）
• X線回折による骨組織内コラーゲン－アパタイト構造の微視的挙動観察  [通常講演]

  第44回日本生体医工学会大会 2005年
• Synchrotron radiation microtomography reveals disuse effects on cortical canal network structure  [通常講演]

  2nd Japan-Switzerland Workshop on Biomechanics 2005年
• Synchrotron radiation microtomography reveals disuse effects on cortical canal network structure  [通常講演]

  2nd Japan-Switzerland Workshop on Biomechanics 2005年
• Mechanical properties of single trabecula at microscale: Elastic modulus, hardness and X-ray diffraction intensity  [通常講演]

  Masao TANAKA, Masahiro TODOH, Takeshi MATSUMOTO, Masumi IHARA

  1st Asian Pacific Conference on Biomechanics 2004年03月 口頭発表（一般）
• トリミング操作を用いた変形状態における形状実現法  [通常講演]

  金海憲男, 東藤正浩, 松本健志, 田中正夫

  日本機械学会第13回設計工学・システム部門講演会 2003年10月 口頭発表（一般）
• 軌跡と速度に着目した4節リンク機構の最適総合  [通常講演]

  福島静一郎, 東藤正浩, 松本健志, 田中正夫

  日本機械学会第13回設計工学・システム部門講演会 2003年10月 口頭発表（一般）
• 荷重境界での変形を規定する超弾性体構造の最適設計  [通常講演]

  小泉達也, 東藤正浩, 松本健志, 田中正夫

  日本機械学会第13回設計工学・システム部門講演会 2003年10月 口頭発表（一般）
• 片麻痺者足関節特性と短下肢装具特性の力学的評価  [通常講演]

  赤澤康史, 野村毅, 東藤正浩, 田中正夫

  第18回生体・生理工学シンポジウム 2003年10月 口頭発表（一般） 新潟県健康づくり・スポーツ医科学センター（新潟県新潟市）
• 脊柱有限要素モデルによる成長不均衡を考慮した側彎解析  [通常講演]

  東藤正浩, 田中正夫, 江原宗平, 高橋亮

  第42回日本エム・イー学会大会 2003年06月 口頭発表（一般）
• 骨梁と海綿骨の力学特性相関  [通常講演]

  田中正夫, 東藤正浩, 猪原真澄

  日本材料学会第52期学術講演会 2003年05月 口頭発表（一般）
• 個体別モデリングによる顎関節の運動軌跡改善に関する検討  [通常講演]

  日本機械学会第16回計算力学講演会 2003年
• Single trabecula bending test for relationship between mechanical property and orientation of trabeculae of cancellous bone  [通常講演]

  Masao TANAKA, Masahiro TODOH, Takeshi MATSUMOTO

  11th International Conference on Biomedical Engineering 2002年12月 口頭発表（一般）
• AFO足関節の可動範囲と代償的下肢関節モーメントの関係（立位保持および平地歩行動作の場合）  [通常講演]

  小川真申, 東藤正浩, 田中正夫

  第2回福祉工学シンポジウム 2002年11月 口頭発表（一般） 名古屋市
• 骨梁の弾性特性と配向性からみた海綿骨の力学特性  [通常講演]

  松本武志, 東藤正浩, 田中正夫

  日本機械学会2002年度年次大会 2002年09月 口頭発表（一般）
• 装具継手要件検討のための片麻痺者足関節特性評価  [通常講演]

  赤澤康史, 上松弘幸, 東藤正浩, 田中正夫

  計測自動制御学会第17回生体・生理シンポジウム 2002年09月 口頭発表（一般） 北海道大学学術交流会館（北海道札幌市）
• 短下肢装具設計のための片麻痺者足関節特性評価  [通常講演]

  上松弘幸, 赤澤康史, 東藤正浩, 田中正夫

  日本機械学会東海支部豊橋地区講演会 2002年08月 口頭発表（一般）
• 床面前後揺下での立位姿勢保持と足関節可動域の関係  [通常講演]

  小川真申, 東藤正浩, 田中正夫

  日本機械学会東海支部豊橋地区講演会 2002年08月 口頭発表（一般）
• 片麻痺者足関節特性に基づく短下肢装具の足継手機能の考察  [通常講演]

  第2回福祉工学シンポジウム 2002年
• 格子構造モデルに基づく海綿骨骨梁構造の残留応力推定  [通常講演]

  東藤正浩, 田中正夫, 佐藤宏紀

  M&M2001材料力学部門講演会 2001年08月 口頭発表（一般） ホテルベルクラシック北見・ホテル黒部（北海道北見市）
• 短下肢装具における可変関節粘性の検討: 試作と歩行評価  [通常講演]

  赤澤康史, 中川昭夫, 東藤正浩, 田中正夫

  日本機械学会第13回バイオエンジニアリング講演会 2001年01月 口頭発表（一般） 仙台市戦災復興記念館（宮城県仙台市）
• Parameter identification of skew lattice model of cancellous bone: Two-dimensional study  [通常講演]

  Masahiro Todoh, Masao Tanaka, Yoshihisa Michikita

  10th International Conference on Biomedical Engineering 2000年12月 ポスター発表 Mandarin Hotel, Singapore
• 短下肢装具による足関節拘束の立位姿勢保持に及ぼす影響：床面前後運動下での検討  [通常講演]

  田中正夫, 東藤正浩, 玉田繁栄, 赤澤康史

  第27回日本臨床バイオメカニクス学会 2000年11月 口頭発表（一般）
• 海綿骨骨梁構造における残留応力の推定  [通常講演]

  田中正夫, 東藤正浩, 佐藤宏紀

  第44回日本学術会議材料研究連合講演会 2000年09月 口頭発表（一般）
• 家兎脛骨の無侵襲残留応力測定  [通常講演]

  東藤正浩, 但野茂, 山下裕平, 佐々木直樹

  日本機械学会1999年度年次大会 1999年07月 口頭発表（一般）
• 骨組織内の残留応力に及ぼすコラーゲン線維の影響  [通常講演]

  東藤正浩, 但野茂, 柴野純一, 鵜飼隆好

  日本機械学会第10回バイオエンジニアリング講演会 1998年01月 口頭発表（一般）
• X線による骨組織の残留応力測定  [通常講演]

  東藤正浩, 但野茂

  第12回北海道整形外科基礎研究会 1998年01月 口頭発表（一般） 北海道札幌市
• 異方性を考慮した牛大腿骨の残留応力測定  [通常講演]

  東藤正浩, 但野茂, 柴野純一, 鵜飼隆好

  日本機械学会第9回バイオエンジニアリング講演会 1997年01月 口頭発表（一般） 京都大学医学部（京都府京都市） 日本機械学会
  

その他活動・業績

• Design methodology of portable upper limb exoskeletons for people with strokes

  Yongkun Zhao, Haijun Wu, Mingquan Zhang, Juzheng Mao, Masahiro Todoh Frontiers in Neuroscience 17 2023年
• 椎間板再生への挑戦 高純度硬化性ゲルによる椎間板再生

  辻本 武尊, 須藤 英毅, 東藤 正浩, 山田 勝久, 大西 貴士, 岩崎 倫政 日本整形外科学会雑誌 93 (8) S1595 -S1595 2019年09月 [査読無し][通常論文]
  
• 医工連携による椎間板再生治療用組織修復材の開発

  須藤英毅, 辻本武尊, 東藤正浩, 筌場大介, 浦勝郎, 岩崎倫政 日本整形外科学会雑誌 92 (8) 2018年
• 骨髄MRI T1 map値は海綿骨強度予測のための間接的骨質指標となる

  遠藤 香織, 高畑 雅彦, 杉森 博行, Wang Jeffrey, 山田 悟史, 伊藤 陽一, 高橋 大介, 清水 智弘, 東藤 正浩, 但野 茂, 工藤 與亮, 岩崎 倫政 日本整形外科学会雑誌 90 (8) S1732 -S1732 2016年08月 [査読無し][通常論文]
  
• 骨髄MRI T1 map値は海綿骨強度予測のための間接的骨質指標となる

  遠藤香織, 高畑雅彦, 杉森博行, Wang Jeffrey, 山田悟史, 伊藤陽一, 高橋大介, 清水智弘, 東藤正浩, 但野茂, 工藤與亮, 岩崎倫政 日本整形外科学会雑誌 90 (8) S1732 -S1732 2016年08月 [査読無し][通常論文]
  
• 大腿骨近位部の形態と脆弱性骨折 マイクロナノメカニクスの視点から知る骨強度特性

  東藤 正浩 日本骨形態計測学会雑誌 26 (1) S61 -S61 2016年06月 [査読無し][通常論文]
  
• 関節リウマチでは皮質骨の骨質劣化により早期から骨脆弱性が生じる

  清水智弘, 高畑雅彦, 亀田裕亮, 濱野博基, 遠藤香織, 平塚重人, 太田昌博, 岩崎倫政, 伊藤哲平, 木村廣美, 須田, 東藤正浩, 但野茂 北海道整形災害外科学会雑誌 57 (2) 311 -312 2016年04月 [査読無し][通常論文]
  
• 1C24 ウシ大腿骨皮質骨オステオンレベルの弾性率分布

  山田 悟史, 東藤 正浩, 但野 茂 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2016 (28) "1C24 -1"-"1C24-4" 2016年01月09日 

  The relationship between the mechanical properties and hierarchical structure in the bone tissue is essential to understand the factors determining the bone strength during aging and/or osteoporosis. This study aimed to investigate the distribution of elastic modulus at the microstructural level, i.e., osteon scale, in the cortical bone. In the experiments, block-like specimens were taken from the ocrtex in a bovine femoral diaphysis and the transverse cross-section of the diaphysis was polished. The microindentation tests were conducted by using a spherical shape head indentor at four kinds of microstructure from the outer to the inner surface: osteon and interstitial region in the osteonal bone and lamellar and interstitial regions in the plexiform bone. To evaluate the distribution of elasticic modulus, the contact stiffness was calculated from the force-depth relationship during unloading. As a result, in the posterior specimen, the contact stiffness of plexiform bone obserbed in the outer region was larger than that of osteonal bone in the inner rregion. In the anterior specimen, the valiation of contact stiffness was larger than that of the posterior specimen and there was no significant difference among the four kinds of microstructure. A further study of the radial distribution of the microstructure in the diaphysis and the effects on the elastic modulus is needed for further elucidating the difference of elastic modulus at those microstructures.
• 1F34 家兎膝関節軟骨の摩擦特性と微視構造特性

  東藤 正浩, 上蓑 義亮, 但野 茂 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2016 (28) "1F34 -1"-"1F34-5" 2016年01月09日 

  Microscopic structure of articular cartilage, including collagen and proteoglycans, is believed to provide a major impact on the low-friction functionality of the joint. Osteoarthritis is degenerative joint disease and might reduce joint function. The method to evaluate the function of knee joint is required for the use of treatment. Pendulum test method is one of the way to assess mechanical characteristics including coefficient of friction. In this study, the pendulum tests of rabbit knee joints were conducted by using a lightweight pendulum frame (about 200g), since using heavy pendulum frame may cause damage to cartilage. Not only friction coefficient but also viscosity coefficient and elastic coefficient were calculated from the pendulum decay curve. Pendulum tests with various pendulum masses and positions of gravity center were carried out by attaching the weight on the frame. Friction coefficient and viscosity coefficient tended to increase with increasing the weight of pendulum. Moreover, a tendency that the friction coefficient and viscosity coefficient increases were observed as the gravity center of pendulum lowered.
• OS0707-472 小角・広角X線回折による皮質骨ミネラル・コラーゲンのひずみ計測

  東藤 正浩, 箕輪 政伸, 但野 茂 M&M材料力学カンファレンス 2015 "OS0707 -472-1"-"OS0707-472-2" 2015年11月21日 

  Bone is often regarded as a composite material consisting of mineral particles and organic matrix (mostly Type I collagen) on a microscopic scale. The mechanical properties of bone tissues at a macroscopic scale depend on the structural organization and properties of constituents in the microscopic scale. However, both mechanical behaviors of mineral and collagen phases are not clear yet. In this study, both microscopic strain of collagen and mineral phases in cortical bone by using small and wide angle X-ray diffraction, respectively. The collagen matrix strain allowed tensile deformation as compared with mineral phase. This study could suggest that macroscopic mechanical properties of bone tissue depend on the degree of deformation of mineral and collagen matrix.
• OS20-7 X-Ray Diffraction Method for Strain Measurements of Mineral and Collagen Phases in Cortical Bone(Experimental biomechanics and bioengineering 2,OS20 Experimental biomechanics and bioengineering,BIOMECHANICS)

  Todoh Masahiro, Tadano Shigeru Abstracts of ATEM : International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics : Asian Conference on Experimental Mechanics 2015 (14) 257 -257 2015年10月04日
• GS2-2 STRAIN MEASUREMENTS FOR MINERAL AND COLLAGEN PHASES IN CORTICAL BONE BY SMALL AND WIDE ANGLE X-RAY DIFFRACTION(GS2: Orthopaedic Biomechanics I)

  Todoh Masahiro, Tadano Shigeru, Minowa Masanobu Proceedings of the ... Asian Pacific Conference on Biomechanics : emerging science and technology in biomechanics 2015 (8) 144 -144 2015年09月16日
• PS5-8 MICRO CANTILEVER BENDING FOR ELASTIC MODULUS OF SINGLE TRABECULA(PS5: Poster Short Presentation V,Poster Session)

  YAMADA Satoshi, FUKASAWA Koichi, TODOH Masahiro, TADANO Shigeru Proceedings of the ... Asian Pacific Conference on Biomechanics : emerging science and technology in biomechanics 2015 (8) 306 -306 2015年09月16日
• PS5-2 Structural Strength of Bovine Cancellous Cubic Specimens under Cyclic Compression(PS5: Poster Short Presentation V,Poster Session)

  Endo Kaori, Yamada Satoshi, Todoh Masahiro, Takahata Masahiko, Iwasaki Norimasa, Tadano Shigeru Proceedings of the ... Asian Pacific Conference on Biomechanics : emerging science and technology in biomechanics 2015 (8) 300 -300 2015年09月16日
• PS1-6 Viscoelastic Property of Porcine Liver by MRE using Micro-MRI(PS1: Poster Short Presentation I,Poster Session)

  Suzuki Hayato, Yamada Satoshi, Todoh Masahiro, Tadano Shigeru Proceedings of the ... Asian Pacific Conference on Biomechanics : emerging science and technology in biomechanics 2015 (8) 227 -227 2015年09月16日
• G0200204 ウシ大腿骨皮質骨表層と内部における弾性率と微視構造特性

  近久 晃一朗, 山田 悟史, 東藤 正浩, 但野 茂 年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan 2015 "G0200204 -1"-"G0200204-5" 2015年09月13日 

  Mechanical properties of bone are essential to understand the changes in bone fracture risk with aging and/or osteoporosis and to evaluate the effects of osteoporotic medicines as well as bone volume fraction and bone mineral density. The relationship between mechanical properties and hierarchical structure of cortical bone has been investigated using the bone samples taken from an inner region of the diaphysis. According to an optical microscopic observation, different microstructure was observed between cortical surface and inner region of the diaphysis. Hence, the study aimed to investigate the distributions of elastic modulus, microstructure, hydroxyapatite (HAp) crystal orientation, and mineral contents from the cortical surface to the inner region of the bovine femoral diaphysis. In the experiments, strip bone specimens were taken from the surface and the inner region of bovine femoral diaphyses. As a result, elastic modulus at the surface region was significantly lower than that in the inner region (73%). Osteon area fraction at the surface region was significantly lager than that in the inner region (141%). On the other hand, HAp crystal orientation showed no significant difference. Mineral contents at the surface were slightly lower than that in the inner region (98%). It suggests that elastic modulus of osteon region is lower than that of non-osteon region and that the difference of elastic modulus between surface and inner region may depend on the osteon area fraction as well as mineral contents.
• G0200205 Micro Cantilever Bendingによる海綿骨骨梁単体の弾性率計測

  深沢 光一, 山田 悟史, 東藤 正浩, 但野 茂 年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan 2015 "G0200205 -1"-"G0200205-4" 2015年09月13日 

  Cancellous bone has a three-dimensional network of single trabecula. It has been reported that the apparent elastic modulus of cancellous bone is much smaller than that of cortical bone and that the elastic modulus depends on the trabecular network. However, the mechanical properties of single trabecula are still unclear, because mechanical tests of single trabecula are challenging. This study aimed to develop an experimental method to measure the elastic properties of single trabecula that was 1 mm in length by micro cantilever bending. In the experiments, 10 single-trabecula specimens taken from the proximal epiphysis of a 2-year-old bovine femur were used. The tests were conducted using a small testing device that consisted of an acrylic plate for applying load to the specimen, a linear stage, and a load cell. The specimen was in contact with the edge of a taper bore drilled in the acrylic plate and was deformed by applying the displacement with the stage. The deflection of the specimen was observed by optical microscopy. A finite element model of the specimen was constructed from a micro-CT observation. The elastic modulus of the specimen was calculated from the force-deflection relation by finite element analysis. As a result, elastic modulus of single trabecula was 8.2 ± 3.3 GPa. There was no correlation between the elastic modulus and trabecular orientation in the femur. The study showed that the elastic modulus of single trabecula was much smaller than that of the cortical bone in bovine femoral diaphyses by proposed method.
• G0200303 歩行解析システム「H-Gait」のGUI開発と雪道・トレッドミル歩行計測

  藤澤 忠, 武田 量, 東藤 正浩, 遠山 晴一, 但野 茂 年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan 2015 "G0200303 -1"-"G0200303-5" 2015年09月13日 

  The 'H-Gait' is a wearable sensor based gait analysis system intended for evaluating the walking ability of a person. The work reported here proposes to advance the 'H-Gait' system by addressing some key features of usability and investigating the effects of walkways on gait. First, the usability issue has been addressed by developing a bespoke GUI for 'H-Gait'. This GUI was capable of showing a step by step gait measurement operation manual through graphic illustrations and presenting the result of the gait analysis by a moving 3D wire frame model in addition to gait parameters. Second, the walkway effects were investigated by comparing the kinematic and spatio-temporal parameters obtained from 'H-Gait' system of normal overground, treadmill and snow road walking. It was found that treadmill walking decreased the stride by 2.2% and increased the cadence by 3.0% when compared with those of overground. The result of regression analysis of each lower joint angle between overground and treadmill walking showed more than 0.89 correlation coefficient and more than 0.95 coefficient of determination. This means there were no significant difference between overground and treadmill walking. It was found that snow road walking increased ankle dorsi-flexion angle at toe-off by 20% and hip flexion angles' mean absolute difference by 10deg.
• J0230303 小角・広角X線回折による皮質骨ミネラル・コラーゲンのひずみ計測

  箕輪 政伸, 東藤 正浩, 但野 茂 年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan 2015 "J0230303 -1"-"J0230303-3" 2015年09月13日 

  Bone is often regarded as a composite material consisting of mineral particles and organic matrix (mostly Type I collagen) on a microscopic scale. The mechanical properties of bone tissues at a macroscopic scale depend on the structural organization and properties of constituents in the microscopic scale. However, both mechanical behaviors of mineral and collagen phases are not clear yet. In this study, both microscopic strain of collagen and mineral phases in cortical bone by using small and wide angle X-ray diffraction, respectively. The collagen matrix strain allowed tensile deformation as compared with mineral phase. This study could suggest that macroscopic mechanical properties of bone tissue depend on the degree of deformation of mineral and collagen matrix.
• J0230302 ラマンイメージングによる皮質骨のひずみ計測

  岡部 亮佑, 東藤 正浩, 但野 茂 年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan 2015 "J0230302 -1"-"J0230302-4" 2015年09月13日 

  Bone tissue is composed of bone matrix. Bone matrix is mainly composed of apatite and type I collagen. Apatite is inorganic matrix. Type I collagen is organic matrix. Therefore, microscopic molecular structure and crystal structure are related to macroscopic bone stress. Structural information of organic and inorganic state are useful to estimate bone stress. Raman spectroscopy is non-invasive structural analysis method based on molecule inherence Raman scattered light generated by irradiating the laser with a single wavelength to the material. In previous study, the relationship between Raman shift and mechanical stress was investigated. Raman spectrum was obtained from single measurement point. However, the change of Raman shift related to stress is varied at different measurement point. In this study, to improve the repeatability of mechanical analysis by using Raman spectroscopy, we propose the statistical method by Raman imaging system. Raman spectroscopies for bovine cortical bone specimens were carried out under tensile load. Three types of specimens were prepared for circumferential irradiation under axial tensile loading, radial irradiation under axial tensile loading and radial irradiation under circumferential tensile loading. Measurement area was 60 × 60 μm, scanning interval was 1.5 μm and measurement points was 41 × 41 points. Changes of Raman shift of specific 7 peaks derived from apatite or type I collagen under stress were analyzed. Changes of Raman shift with applied tensile stress at bone circumferential direction were lager than changes of Raman shift applied tensile stress at bone axial. The difference between measurements of radial section and circumferential were mostly little.
• Micro‐MRIを用いたMREシステムによるブタ肝臓計測

  鈴木逸人, 山田悟史, 東藤正浩, 但野茂 日本機械学会年次大会講演論文集(CD-ROM) 2015 (0) ROMBUNNO.G0200203 2015年09月 [査読無し][通常論文]
  
• 高純度アルギン酸ゲルを併用した骨髄刺激法の効果 家兎骨軟骨欠損モデルを用いて

  馬場 力哉, 小野寺 智洋, 門間 太輔, 松岡 正剛, 本谷 和俊, 遠藤 香織, 東藤 正浩, 但野 茂, 岩崎 倫政 日本整形外科学会雑誌 89 (8) S1592 -S1592 2015年09月 [査読無し][通常論文]
  
• 関節リウマチでは早期から関節近傍皮質骨の骨質異常と骨脆弱性が生じる

  清水 智弘, 高畑 雅彦, 亀田 裕亮, 遠藤 香織, 濱野 博基, 平塚 重人, 太田 昌博, 伊藤 哲平, 木村 廣美, 田, 東藤 正浩, 但野 茂, 岩崎 倫政 日本整形外科学会雑誌 89 (8) S1602 -S1602 2015年09月 [査読無し][通常論文]
  
• 脆弱性骨折後圧潰進行リスクの予測因子 ウシ海綿骨試験片を用いた繰返し圧縮破壊試験による検討

  遠藤 香織, 山田 悟史, 高畑 雅彦, 東藤 正浩, 但野 茂, 岩崎 倫政 日本整形外科学会雑誌 89 (8) S1693 -S1693 2015年09月 [査読無し][通常論文]
  
• 関節リウマチでは早期から関節近傍皮質骨の骨質異常と骨脆弱性が生じる

  清水 智弘, 高畑 雅彦, 亀田 裕亮, 遠藤 香織, 濱野 博基, 平塚 重人, 太田 昌博, 伊藤 哲平, 木村 廣美, 田, 東藤 正浩, 但野 茂, 岩崎 倫政 日本骨代謝学会学術集会プログラム抄録集 33回 159 -159 2015年07月 [査読無し][通常論文]
  
• 副甲状腺ホルモン製剤による骨治癒促進効果にはビタミンK依存性Gla化蛋白オステオカルシンの充足が必要である

  清水 智弘, 高畑 雅彦, 亀田 裕亮, 濱野 博基, 岩崎 倫政, 伊藤 哲平, 木村 廣美, 田, 東藤 正浩, 但野 茂 北海道整形災害外科学会雑誌 56 (2) 297 -297 2015年07月 [査読無し][通常論文]
  
• MRI T2 mappingによる移植骨の骨強度評価の可能性

  遠藤香織, 高畑雅彦, 高橋大介, 岩崎倫政, 杉森博行, Jeffery Kuo-Chen Wang, 山田悟史, 東藤正浩, 但野茂 北海道外科雑誌 60 (1) 98 -98 2015年06月 [査読無し][通常論文]
  
• 1F23 年齢によるウシ大腿骨表層残留応力と微視構造特性の変化(GS1-2:硬組織の力学(2))

  山田 悟史, 大沼 舞, 東藤 正浩, 但野 茂 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2015 (27) 237 -238 2015年01月08日
• 1E31 ラマン分光法による骨アパタイト/コラーゲンの力学挙動解析(OS5-3:臨床バイオメカニクスと医療デバイス(3))

  東藤 正浩, 但野 茂 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2015 (27) 199 -200 2015年01月08日
• ウシ海綿骨立方体試験片の繰返し圧縮時における強度特性

  遠藤 香織, 山田 悟史, 東藤 正浩, 但野 茂, 高畑 雅彦, 岩崎 倫政 生活生命支援医療福祉工学系学会連合大会講演要旨集 2014 GS1 -6 2014年09月 [査読無し][通常論文]
  
• OS0607 膝関節軟骨の圧縮負荷とラマンシフトの関係

  東藤 正浩, 但野 茂 M&M材料力学カンファレンス 2014 "OS0607 -1"-"OS0607-2" 2014年07月19日 

  In this study, component analysis as mechanical evaluation was performed by Raman spectroscopy for cartilage consisted by macromolecule (such as collagen fiber and proteoglycan). Raman spectroscopy is a vibrational spectroscopy by Raman scattering, and allows simultaneous measurement of organic and inorganic components. The spectroscopy is suitable for measurement of biological samples because of little effect on water. The cartilage specimens were cut out from bovine knee joint and their Raman spectrum were analyzed under compressive loading. In addition, load response to cartilage by the spectroscopy. The results of Raman shift for hydroxyproline, proline, phenylalanine and Amide I show the mechanical response. Therefore, this study indicated the possibility of stress analysis for cartilage with Raman spectroscopy
• 1F34 皮質骨の弾性・粘性係数におけるコラーゲン変性の影響(GS2-2:骨・関節(2))

  張 月琳, 山田 悟史, 東藤 正浩, 但野 茂 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2014 (26) 193 -194 2014年01月10日
• 1F35 皮質骨と海綿骨のHAp結晶配向およびEDS成分分析(GS2-2:骨・関節(2))

  福田 桜子, 山田 悟史, 東藤 正浩, 但野 茂 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2014 (26) 195 -196 2014年01月10日
• 1D46 ラマン分光解析による膝関節軟骨の力学挙動解析(OS9-2:臨床バイオメカニクスと医療デバイス(2))

  東藤 正浩, 但野 茂 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2014 (26) 121 -122 2014年01月10日
• OS0709 膝関節軟骨のラマン分光特性と圧縮負荷の関係

  東藤 正浩, 但野 茂 M&M材料力学カンファレンス 2013 "OS0709 -1"-"OS0709-2" 2013年10月12日 

  In this study, component analysis as mechanical evaluation was performed by Raman spectroscopy for cartilage consisted by macromolecule (such as collagen fiber and proteoglycan). Raman spectroscopy is a vibrational spectroscopy by Raman scattering, and allows simultaneous measurement of organic and inorganic components. The spectroscopy is suitable for measurement of biological samples because of little effect on water. The cartilage specimens ware cut out from rabbit knee joint and their Raman spectrum were analyzed. In addition, load response to cartilage by the spectroscopy. The result of Raman shift for hydroxyproline and pyranose shows mechanical response. Therefore, this study indicated the possibility of stress analysis for cartilage with Raman spectroscopy.
• 113 単結晶シリコンの結晶ひずみとラマンシフトの関係(材料力学IV)

  丹治 雅人, 東藤 正浩, 但野 茂 北海道支部講演会講演概要集 2013 (52) 25 -26 2013年09月28日 [査読無し][通常論文]
  
• J024036 皮質骨のラマン分光現象と引張負荷の関係([J024-03]工学・力学のバイオメカニクス応用)

  門谷 琢郎, 東藤 正浩, 但野 茂 年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan 2013 "J024036 -1"-"J024036-4" 2013年09月08日 

  Bone is a composite material composed of mineral particles (mainly Hydroxyapatite: HAp) and organic matrix (mostly type I collagen) in a microscopic scale. Macroscopic mechanical properties of bone are dependent on the structure and mechanical properties of these microscopic constituents. Raman spectroscopy is known to be useful tool for the analysis of material at the molecular and crystal level by using the unique frequency (Raman shift) depends on the molecular bonds. The aim of this study is to measure the mechanical behaviors of mineral and organic phases by using Raman spectroscopy, and to investigate the effects of its anisotropy and aging of bone tissues. As the results, the Raman shift of v1PO_4^<3-> and Amide I decreased linearly with the tensile loading. Then the ratio of Raman shift change to applied stress (Δv/σ) of v_1PO_4^<3-> and that of Amide I were highest during loading at bone axial direction. In addition, the changes in the Raman shift showed a similar tendency at the age of 23 months and 9 years old, the change of the age of 9 years old was smaller. From the results, the mechanical response of mineral and organic phase in bone tissue could be measured by using Raman spectroscopy. And it could be indicated that Raman responses of bone tissue were dependent to anisotropic properties and degree of aging.
• J024043 振子法による膝関節軟骨の摩擦・粘弾性特性([J024-04]関節メカニクスの評価と解析)

  飯岡 秀歳, 東藤 正浩, 但野 茂, 岩崎 倫政 年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan 2013 "J024043 -1"-"J024043-4" 2013年09月08日 

  In this study, the method for measurements of the friction and viscoelastic properties was proposed by using pendulum tester combined with axial force sensor measuring joint forces. Rabbit knee joints (n=7) were used in this experiment. The rotation center position and normal force of knee joint surface were calculated, and calculated friction, viscosity, and elastic coefficient. Each parameter was measured under different knee joint angles (90, 100, 110, 120 and 130) in this experiment. Friction coefficients were larger at more flexed angle of knee joint. Viscosity and elastic coefficient indicated a constant value. The normal force of knee joint indicated a smaller value when the knee angle is small. As a result, frictional, viscosity, and elastic force indicated a constant value even if knee angle changed. Because it was considered energy loss was constant at all knee angles, it could be confirmed that the technique proposed in this study was more accuracy to measure friction and viscoelastic properties.
• 4・2・1 身体運動/生物運動のバイオメカニクス(4・2 バイオメカニカルエンジニアリング,4.バイオエンジニアリング,<特集>機械工学年鑑)

  東藤正浩 日本機械学會誌 116 (1137) 524 -524 2013年08月 [査読無し][通常論文]
  
• 骨コラーゲン/アパタイト複合構造に基づくラマンイメージングによる骨機能診断法

  東藤正浩 豊田研究報告 (66) 71 -72 2013年05月 [査読無し][通常論文]
  
• 多点表面筋電計を用いた前腕内筋活動分布の計測

  中島康博, 吉成哲, 東藤正浩, 原田証英, 但野茂 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 25th (25) 625 -626 2013年01月08日 [査読無し][通常論文]
  
• ラマン分光法による骨組織の微視構造・力学特性評価

  東藤正浩, 但野茂, 門谷琢郎 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 25th (25) 423 -424 2013年01月08日 [査読無し][通常論文]
  
• 家兎関節症モデルにおける高分子ヒアルロン酸の軟骨保護作用

  ELMORSY Sameh, 船越忠直, 笹沢史生, 佃幸憲, 東藤正浩, 但野茂, 岩崎倫政 日本軟骨代謝学会プログラム・抄録集 26th 61 2013年 [査読無し][通常論文]
  
• 前腕用筋電位CTの基盤技術開発

  中島康博, 桑野晃希, 前田大輔, 吉成哲, 東藤正浩, 原田証英, 但野茂 北海道立総合研究機構工業試験場報告 (312) 61 -66 2013年 [査読無し][通常論文]
  
• X線IPによる骨表層残留応力計測

  山田悟史, 大沼舞, 東藤正浩, 但野茂 日本機械学会バイオフロンティア講演会講演論文集 23rd (23) 43 -44 2012年10月04日 [査読無し][通常論文]
  
• 後方散乱X線による歯牙表層アパタイトの結晶構造観察

  藤崎和弘, 太田恭介, 東藤正浩, 但野茂 日本機械学会バイオフロンティア講演会講演論文集 23rd (23) 39 -40 2012年10月04日 [査読無し][通常論文]
  
• ラマン分光法によるハイドロキシアパタイトの応力解析

  東藤正浩, 但野茂, 丹治雅人 日本機械学会北海道支部講演会講演概要集 51st 153 -154 2012年10月 [査読無し][通常論文]
  
• OS1504 ラマン分光法による骨組織力学解析

  東藤 正浩, 但野 茂 M&M材料力学カンファレンス 2012 "OS1504 -1"-"OS1504-2" 2012年09月22日 

  Bone is often regarded as a composite material consisting of mineral particles, organic matrix and water phases in microscopic scale. The mechanical properties of bone at macroscopic scale depend on the structural organization and properties of constituents in the microscopic scale. Raman spectroscopy is known to be useful tool for the analysis of material at ultra-structural level. In this study, bovine cortical bone specimens were analyzed by Raman spectroscopy to examine the mechanical response of constituents in the microscopic level by using the Raman microscopy in combination with micro-tensile loading device. As the results, the structural information of both mineral and organic phases of bone tissue could be detected by Raman spectroscopy. The Raman shift of mineral crystal to lower wave numbers was observed with increase of tensile strain. Therefore it was confirmed that this method is sufficiently useful to evaluate the stress state related to microscopic response of constituents in bone tissue.
• G020031 ウシ大腿骨海綿骨骨梁のHAp結晶配向性と弾性率

  山田 悟史, 福田 桜子, 東藤 正浩, 但野 茂 年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan 2012 "G020031 -1"-"G020031-4" 2012年09月09日 [査読無し][通常論文]
   

  The aim of the study was to elucidate the difference of elastic modulus and hydroxyapatite (HAp) crystal properties between single trabecula and cortical bone. The study used trabecular specimens obtained from the cancellous bone in proximal bovine femurs. In the experiments, the angle between the longitudinal axis of the trabecular specimen and the longitudinal axis of the femur was measured by CT imaging. To measure the elastic modulus of the trabecular specimens, tensile test was conducted using a material testing machine. The c-axis orientation of HAp crystals and the degree of orientation were measured by X-ray diffraction technique. Further, the HAp crystal strain was also measured under tensile loadings. As a result, elastic modulus had a statistical negative correlation with the angle between the longitudinal axis of the trabecular specimen and the longitudinal axis of the femur. The c-axis of HAp crystals was aligned along the longitudinal axis of the trabecula and the degree of orientation was lower than that in bovine cortical bone Further, the HAp crystal strain was lower than that in bovine cortical bone.
• J022021 振り子試験による膝関節軟骨の摩擦特性と粘弾性特性

  柏 真太郎, 東藤 正浩, 但野 茂, 岩崎 倫政 年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan 2012 "J022021 -1"-"J022021-3" 2012年09月09日 [査読無し][通常論文]
   

  Osteoarthritis (OA) is the most common degenerative joint disease in the field of orthopaedics. In advanced stages of OA, the patients suffer from severe pain, functional limitations in the affected joints, and restriction of mobility. For detecting early OA and the prevention of progression in OA by novel therapeutic strategies, they are important to understand the functional properties of synovial joint and to establish the precise measurement technique. Pendulum friction test is one of the mechanical evaluations for lubrication properties of joints. The advantages of this method are the natural motion without the constraints of joint and also preservation of the joint capsule, the synovial fluid in it and the tendons and ligaments around the knee. In this study, in addition to the friction properties, the viscous and elastic effects were evaluated. The equation of motion of joint cartilage were proposed including the friction, viscous and elastic effect. The each mechanical parameters were identified by fitting the damping oscillation curve measured by pendulum terster with two laser displacement sensors and an accelerometer.
• 関節回転中心を考慮した膝関節摩擦抵抗測定

  柏真太郎, 東藤正浩, 但野茂, 岩崎倫政 生体医工学 50 (4) 360 2012年08月10日 [査読無し][通常論文]
  
• ウシ大腿骨皮質骨のオステオン三次元構造とマクロ弾性率

  川島圭太, 山田悟史, 藤崎和弘, 東藤正浩, 但野茂 生体医工学 50 (4) 360 2012年08月10日 [査読無し][通常論文]
  
• ラマン分光法による骨コラーゲン/アパタイトの力学挙動解析

  東藤正浩, 但野茂 日本骨形態計測学会雑誌 22 (1) S112 2012年05月 [査読無し][通常論文]
  
• 7B33 骨アパタイト/コラーゲンの力学的相互作用と骨強度への影響(OS08 骨質から視る骨のバイオメカニクス)

  東藤 正浩, 但野 茂 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2012 (24) "7B33 -1"-"7B33-2" 2012年01月06日 [査読無し][通常論文]
  
• 7B45 ウシ大腿骨残留応力分布の年齢による違い(OS08 骨構造・機能の力学解析とその応用)

  山田 悟史, 東藤 正浩, 但野 茂 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2012 (24) "7B45 -1"-"7B45-2" 2012年01月06日 [査読無し][通常論文]
  
• ウシ大腿骨残留応力分布の年齢による違い

  山田悟史, 東藤正浩, 但野茂 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 24th (CD-ROM) (24) ROMBUNNO.7B45 -1"-"7B45-2" 2012年01月06日 [査読無し][通常論文]
  
• 骨アパタイト/コラーゲンの力学的相互作用と骨強度への影響

  東藤正浩, 但野茂 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 24th (CD-ROM) (24) ROMBUNNO.7B33 -1"-"7B33-2" 2012年01月06日 [査読無し][通常論文]
  
• 生体硬組織の応力測定技術とバイオメカニクス

  藤崎 和弘, 但野 茂, 東藤 正浩 寒地技術論文・報告集 寒地技術シンポジウム 28 460 -463 2012年 [査読無し][通常論文]
  
• 加齢骨の微視構造特性と力学特性

  東藤正浩, 但野茂 生活生命支援医療福祉工学系学会連合大会講演要旨集 2011 82 2011年11月 [査読無し][通常論文]
  
• G020021 ラマン分光法によるウシ皮質骨の力学特性評価([G02002]バイオエンジニアリング部門一般セッション(2))

  東藤 正浩, 東海林 寛, 但野 茂 年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan 2011 "G020021 -1"-"G020021-3" 2011年09月11日 [査読無し][通常論文]
   

  Early detection of fracture risk is important as effectiveness of treatment with bone diseases. Over the years, loss of bone mineral or bone mass has been considered the major cause of bone fractures. However, recent studies suggest that collagen also contributes to bone strength by using physiological and artificial aging bone. It was found that fracture risk is related to not just a simple loss of bone mass, but related to significant changes in the biochemical and physical properties of the collagen matrix. Therefore the microscopic interaction between the mineral and organic material may determine the mechanical properties of bone. In this study, bovine cortical bone specimens with different ages were analyzed by Raman spectroscopy. As the results, Raman spectrum of bovine cortical bone with different mechanical properties with aging showed the different Raman spectrum with aging. The effectiveness of Raman spectroscopy was confirmed as a technique for the mechanical evaluation of bone aging.
• G020022 ウシ大腿骨における皮質骨階層構造特性と力学的特性の関係([G02002]バイオエンジニアリング部門一般セッション(2))

  山田 悟史, 小瀧 優香, 藤崎 和弘, 東藤 正浩, 但野 茂 年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan 2011 "G020022 -1"-"G020022-3" 2011年09月11日 [査読無し][通常論文]
   

  Cortical bone has a hierarchical structure. In microstructure, cortical bone is a composite structure of the osteonal and non-osteonal regions and it is regarded as "osteon composites". In nanostructure, cortical bone is a multi-phase nanocomposite material consisting of collagen and hydroxyapatite (HAp). The relationship between the mechanical properties and the hierarchical structure of cortical bone has not been fully investigated and elucidated. This study used strip specimens aligned with the bone axis taken from the cortical bone of a bovine femur. In the experiments, elastic modulus and strength of the specimens were measured by tensile tests. The degree of c-axis orientation of HAp crystals in the specimens was measured by X-ray diffraction method. The area ratio of osteonal region at the cross sections of the specimens was determined. Indentation tests using an AFM probe were conducted at the osteonal and non-osteonal regions in the cross-section. As a result, the elastic modulus and strength were higher in specimens with lower area ratio of the osteonal region. Indentation tests show that the contact stiffness of the osteonal region was lower than that of the non-osteonal region; however, the difference was not so large. The degree of HAp orientation was higher in specimens with lower area ratio of the osteonal region. Furtehr, the elastic modulus in the bone axial direction depended on the degree of c-axis orientation of HAp crystals.
• ラマン分光法によるウシ皮質骨の力学特性評価

  東藤正浩, 東海林寛, 但野茂 日本機械学会年次大会講演論文集 2011 (CD-ROM) ROMBUNNO.G020021 2011年09月10日 [査読無し][通常論文]
  
• ウシ大腿骨における皮質骨階層構造特性と力学的特性の関係

  山田悟史, 小瀧優香, 藤崎和弘, 東藤正浩, 但野茂 日本機械学会年次大会講演論文集 2011 (CD-ROM) ROMBUNNO.G020022 2011年09月10日 [査読無し][通常論文]
  
• OS1106 骨アパタイト/コラーゲン構造の微視変形挙動観察(生体の材料力学,OS-11 生体の材料力学)

  東藤 正浩, Goldhahn Jorg, Schneider Philipp, Muller Ralph, Bunk Oliver, 但野 茂 M&M材料力学カンファレンス 2011 "OS1106 -1"-"OS1106-2" 2011年07月16日 [査読無し][通常論文]
   

  Bone has a hierarchical structure from macroscopic to microscopic levels and is often regarded as a composite material consisting of apatite crystals and organic matrix in microscopic scale. Microscopic bone quality changes with age. Recent studies suggest that osteoporosis is not just a simple loss of bone mass, but involves significant changes in the biochemical and physical properties of the collagen matrix. Irradiating high intensity X-ray into bone, both of small angle scattering by collagen matrix and wide angle diffraction by HAp crystals occur simultaneously. In this experiment, both structural changes between collagen matrix and HAp crystals in bone are observed by synchrotron X-ray diffraction in combination with micro-compressive device for dynamic image guided failure assessment. Then the difference of behaviors by aging, the aging effects on structural and mechanical properties of bone will be cleared.
• 放射光X線回折による骨アパタイト‐コラーゲン複合構造の力学挙動観察

  東藤正浩, GOLDHAHN Joerg, SCHNEIDER Philipp, MUELLER Ralph, BUNK Oliver, 但野茂 日本バイオレオロジー学会年会プログラム・抄録集 34th 59 2011年06月03日 [査読無し][通常論文]
  
• 放射光X線回折によるアパタイト‐コラーゲン複合構造の力学挙動観察

  東藤正浩, GOLDHAHN Joerg, SCHNEIDER Philipp, MUELLER Ralph, BUNK Oliver, 但野茂 日本骨形態計測学会雑誌 21 (2) S64 2011年05月01日 [査読無し][通常論文]
  
• Finite element analysis of a mandibular model with tilted implants by 3D-FEM

  NAKAI Taishin, NAMANISHI Yasuhiro, OCHI Morio, TADANO Shigeru, TODOH Masahiro J Hard Tissue Biol 20 (1) 72-73 2011年04月 [査読無し][通常論文]
  
• エナメル質表面におけるアパタイトの結晶配向と変形特性

  藤崎和弘, 東藤正浩, 但野茂 顎顔面バイオメカニクス学会誌 16 (1) 30 -31 2011年03月31日 [査読無し][通常論文]
  
• 高純度低エンドトキシンアルギン酸ゲルの膝関節内投与による変形性関節症の治療効果

  佃幸憲, 岩崎倫政, 五十嵐達弥, 河村太介, 笠原靖彦, 大澤伸雄, 東藤正浩, 但野茂, 三浪明男 再生医療 10 247 2011年02月01日 [査読無し][通常論文]
  
• 8E-07 シンクロトロンによる皮質骨内部の残留応力分布測定(OS-4 硬組織のバイオメカニクス(2))

  山田 悟史, 藤崎 和弘, 東藤 正浩, 但野 茂 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2010 (23) 87 -88 2011年01月07日 [査読無し][通常論文]
  
• 8C-17 関節回転中心を考慮した家兎膝関節の摩擦係数測定(OS-2(2) 臨床応用を目指した骨・関節力学(3))

  東藤 正浩, 藤崎 和弘, 柏 真太郎, 但野 茂, 佃 幸憲, 五十嵐 達弥, 岩崎 倫政, 三浪 明男 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2010 (23) 227 -228 2011年01月07日 [査読無し][通常論文]
  
• Laser bonding of hydroxyapatite ceramics

  77 (774) 537 -544 2011年 [査読無し][通常論文]
  
• 312 海綿骨骨梁における引張負荷時のHAp結晶ひずみ(バイオエンジニアリングII)

  上原 遼士, 山田 悟史, 藤崎 和弘, 東藤 正浩, 但野 茂 北海道支部講演会講演概要集 2010 (49) 73 -74 2010年11月07日 [査読無し][通常論文]
  
• 404 皮質骨骨軸方向負荷時のHAp結晶ひずみとオステオン面積比の関係(バイオエンジニアリングI)

  小瀧 優香, 山田 悟史, 藤崎 和弘, 東藤 正浩, 但野 茂 北海道支部講演会講演概要集 2010 (49) 85 -86 2010年11月07日 [査読無し][通常論文]
  
• 2105 閉口筋を考慮した3次元有限要素法によるインプラント傾斜埋入モデルの下顎骨の応力解析(OS21. 計算ソリッドバイオメカニクス(1),オーガナイズドセッション講演)

  仲井 太心, 坂本 太郎, 越智 守生, 但野 茂, 東藤 正浩 計算力学講演会講演論文集 2010 (23) 272 -273 2010年09月23日 [査読無し][通常論文]
  
• S0201-3-2 ウシ大腿骨海綿骨における骨梁内HAp結晶の配向と変形挙動(骨再生と骨再建のためのバイオマテリアル(3),社会変革を技術で廻す機械工学)

  山田 悟史, 上原 遼士, 藤崎 和弘, 東藤 正浩, 但野 茂 年次大会講演論文集 : JSME annual meeting 2010 (5) 33 -34 2010年09月04日 [査読無し][通常論文]
   

  Bone tissue is a composite material composed of hydroxyapatite (HAp) and collagen fiber. The interplanar spacing of HAp crystals can be measured using the X-ray diffraction method, and HAp crystal strain is calculated from the deformation of the interplanar spacing. Previous studies have shown that HAp crystal strain in cortical bone is almost proportional to the tissue strain in the bone axial and circumferential directions. The aim of this study is to measure the HAp crystal strain under tensile loading and the orientation of c-axis of HAp crystals in femoral trabeculae. The experiments i...
• Mechanical anisotropy in cortical bone depending on mineral crystals distribution

  GIRI Bijay, FUJISAKI Kazuhiro, TODOH Masahiro, TADANO Shigeru バイオエンジニアリング講演会講演論文集 22nd (22) 244 -244 2010年01月08日 [査読無し][通常論文]
  
• 0321 ウマ四肢骨幹の残留応力(OS5:硬組織のバイオメカニクス)

  山田 悟史, 藤崎 和弘, 東藤 正浩, 但野 茂 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2009 (22) 51 -51 2010年01月08日 [査読無し][通常論文]
  
• 0339 ミネラル結晶分布が皮質骨の力学的異方性に与える影響(OS6:骨の微視的構造とメカノバイオロジー)

  ギリ ビジャイ, 藤崎 和宏, 東藤 正浩, 但野 茂 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2009 (22) 244 -244 2010年01月08日 [査読無し][通常論文]
  
• 0428 ホタテ貝炭酸カルシウムを用いたヒアルロン酸ゲルによる骨再生(GS12:ティシュエンジニアリング)

  新井田 淳, 東藤 正浩, 但野 茂, 廣瀬 由紀人, 越智 守生 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2009 (22) 253 -253 2010年01月08日 [査読無し][通常論文]
  
• 1P1-C05 ウシ・ウマの大腿骨における残留応力の比較

  山田 悟史, 藤崎 和弘, 東藤 正浩, 但野 茂 ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集 2010 (0) "1P1 -C05(1)"-"1P1-C05(2)" 2010年 [査読無し][通常論文]
   

  Bone is often subjected to residual stresses and the stresses play an important role in a mechanical strength of the tissue. The aim of this study is to compare the residual stresses at the cortical surface of the diaphysis in bovine and equine femurs. The residual stresses were measured at anterior, posterior, lateral, and medial positions in the middle of the femurs. As a result, focusing on the anterior and posterior positions, the residual stresses of the anterior position were larger than that of the posterior position in both femurs. It would appear that the femurs from different quad...
• 307 前腕筋・骨格系の導電率分布(バイオエンジニアリングI)

  増田 耕平, 中島 康博, 吉成 哲, 藤崎 和弘, 東藤 正浩, 但野 茂 北海道支部講演会講演概要集 2009 (48) 81 -82 2009年11月28日 [査読無し][通常論文]
  
• 318 骨破壊強度特性に及ぼす加熱温度および時間の効果(バイオエンジニアリングIII)

  前島 崇宏, 山田 悟史, 東藤 正浩, 但野 茂 北海道支部講演会講演概要集 2009 (48) 103 -104 2009年11月28日 [査読無し][通常論文]
  
• 脊髄組織の圧縮粘弾性変形と流動電位の関係

  藤崎 和弘, 但野 茂, 東藤 正浩 臨床バイオメカニクス = Japanese journal of clinical biomechanics 30 (0) 173 -178 2009年09月20日 [査読無し][通常論文]
  
• J1102-1-5 生体組織内チタンインプラントのX線ひずみ測定(ライフサポート1:生体計測)

  藤崎 和弘, 但野 茂, 東藤 正浩 年次大会講演論文集 : JSME annual meeting 2009 (7) 257 -258 2009年09月12日 [査読無し][通常論文]
   

  An X-ray diffraction technique can be used to measure the strain of Titanium (Ti) materials. In this study, the X-ray diffraction method was applied to the skin tissue covered Ti materials. Characteristic X-rays of Mo-Ka were used in this method and the diffracted X-rays from Ti could be detected transmit through the skin tissue with 1 mm thickness. The individual peaks such as (010), (002), (011) and (110) were clearly recognized by using parallel beam setup. The X-ray absorption by skin tissue is to be large under the diffracted X-rays detected in low angles because the length of penetrat...
• 表面筋電による前腕筋活動計測技術の開発

  中島康博, 前田大輔, 桑野晃希, 吉成哲, 増田耕平, 東藤正浩, 但野茂 北海道立工業試験場報告 (308) 81 -87 2009年08月31日 [査読無し][通常論文]
  
• 307 表面筋電分布計測による前腕諸筋の筋活動解析

  中島 康博, 前田 大輔, 桑野 晃希, 吉成 哲, 増田 耕平, 東藤 正浩, 但野 茂 Dynamics & Design Conference 2009 (0) "307 -1"-"307-6" 2009年08月03日 [査読無し][通常論文]
   

  Measurements by surface electromyography (sEMG) are noninvasive and simple to apply to obtain signals of muscle action potentials. However, the sEMG potentials of muscles near the electrode are superimposed, called "crosstalk". This paper develops a method measuring individual muscle activity of forearm muscles using sEMG distribution and a conduction model of the forearm for measuring individual muscle activities. The optimized individual muscle activities are calculated from sEMG with flexion load to a middle phalanx of a middle finger of 3 subjects. As a result, the muscle activity of fl...
• OS1010 家兎下肢における骨組織の残留応力測定(生体と材料力学,オーガナイズドセッション)

  山田 悟史, 藤崎 和弘, 東藤 正浩, 但野 茂 M&M材料力学カンファレンス 2009 (0) 780 -781 2009年07月24日 [査読無し][通常論文]
   

  Bone tissue is a composite material composed of hydroxyapatite (HAp) and collagen fiber. The interplanar spacing of HAp ciystals can be noninvasively measured using the X-ray diffraction method, because HAp is a crystalline structure. The residual stress of bone tissue can be calculated from the interplanar spacing of the HAp crystals. In this work, the residual stresses of the bone axial direction in the anterior and posterior positions at the surface region of the center of the rabbit femoral and tibial diaphyses were estimated using the sine squared psi method. As a result, the residual ...
• 骨強度因子としての相互作用－骨コラーゲンとアパタイトの連関

  東藤正浩 腎と骨代謝 22 (3) 225 -230 2009年07月 [査読無し][招待有り]
  
• 携帯型センサーシステムによる3次元歩行解析手法の開発

  武田量, 但野茂, 東藤正浩, 吉成哲 生体医工学 47 (3) 323 -324 2009年06月10日 [査読無し][通常論文]
  
• Redistribution and reorganization of HAp crystallites in cortical bone under tensile loading

  GIRI Bijay, FUJISAKI Kazuhiro, TODOH Masahiro, TADANO Shigeru バイオエンジニアリング講演会講演論文集 21st (21) 159-160 -160 2009年01月22日 [査読無し][通常論文]
  
• 102 表面筋電位分布を用いた前腕の筋活動推定手法(OS6-1:生体モデリングとシミュレーション(1),OS6:生体モデリングとシミュレーション)

  中島 康博, 前田 大輔, 桑野 晃希, 吉成 哲, 増田 耕平, 東藤 正浩, 但野 茂 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2008 (21) 3 -4 2009年01月22日 [査読無し][通常論文]
  
• 404 歯牙エナメル質内HAp結晶の配向性分布(OS3-1:硬組織のバイオメカニクス(1),OS3:硬組織のバイオメカニクス)

  渋谷 良太, 東藤 正浩, 藤崎 和弘, 新井田 淳, 但野 茂 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2008 (21) 145 -146 2009年01月22日 [査読無し][通常論文]
  
• 410 牛大腿骨皮質骨における残留応力分布(OS3-2:硬組織のバイオメカニクス(2),OS3:硬組織のバイオメカニクス)

  山田 悟史, 藤崎 和弘, 東藤 正浩, 但野 茂 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2008 (21) 157 -158 2009年01月22日 [査読無し][通常論文]
  
• 411 皮質骨HAp結晶群の引張負荷時における再分配と再構築(OS3-2:硬組織のバイオメカニクス(2),OS3:硬組織のバイオメカニクス)

  ギリ ビジャイ, 藤崎 和弘, 東藤 正浩, 但野 茂 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2008 (21) 159 -160 2009年01月22日 [査読無し][通常論文]
  
• 339 皮膚組織等を介したチタンインプラントの回折X線プロファイル(GS4-2:生体計測と応用(2))

  藤崎 和弘, 東藤 正浩, 但野 茂 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2008 (21) 379 -380 2009年01月22日 [査読無し][通常論文]
  
• 535 家兎膝関節運動機能に及ぼすHA投与の効果(OS4-3:関節のバイオメカニクス(3),OS4:関節のバイオメカニクス)

  東藤 正浩, 但野 茂, 藤[サキ] 和弘, 五十嵐 達弥, 岩崎 倫政, 三浪 明男 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2008 (21) 443 -444 2009年01月22日 [査読無し][通常論文]
  
• 544 ホタテ貝炭酸カルシウムを利用した骨造成材料の開発(GS2-2:バイオマテリアル(2))

  新井田 淳, 但野 茂, 東藤 正浩, 越智 守生, 廣瀬 由紀人 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2008 (21) 461 -462 2009年01月22日 [査読無し][通常論文]
  
• 630 大腿部と下腿部の加速度・角速度を利用した歩行解析(OS7:ヒューマンダイナミクス)

  武田 量, 但野 茂, 東藤 正浩, 名取川 愛紀子, 吉成 哲 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2008 (21) 473 -474 2009年01月22日 [査読無し][通常論文]
  
• Effect of skin and subcutaneous tissue on X-ray strain measurement of Ti implant

  Kazuhiro Fujisaki, S. Tadano, M. Todoh, B. Giri IFMBE Proceedings 25 (4) 2093 -2094 2009年 [査読無し][通常論文]
   

  The X-ray diffraction method can be used to measure the lattice strain of crystalline materials. In this study, possibility of strain measurements of implant materials placed in the body was investigated by using the skin and subcutaneous tissue covered Ti materials. Using the characteristic X-rays Mo-Kα, diffracted X-rays from α-Ti could be detected transmit through the skin tissue of 1 mm thickness. Although the X-ray diffraction profile from Ti was detected, this profile included scattered X-rays generated from the skin tissue. The strains of (110) lattice plane of α-Ti specimen under bending deformation was obtained using parallel beam method. The value of strain was almost same between Ti and skin tissue covered Ti.
• Gait posture estimation by wearable acceleration and gyro sensor

  R. Takeda, S. Tadano, A. Natorigawa, M. Todoh, S. Yoshinari IFMBE Proceedings 25 (9) 111 -114 2009年 [査読無し][通常論文]
   

  A method for gait analysis using wearable acceleration sensors and gyro sensors is proposed in this work. The volunteers wore small sensor unit that included a tri-axial acceleration sensor and three mono-axis gyro sensors. The angular velocity data measured by gyro sensors were used to estimate the translational acceleration during gait. The translational acceleration was then subtracted from the acceleration sensor measurements to obtain the gravitational acceleration, giving posture of lower limb segments. Segment posture along with body measurements were used to obtain the three dimensional positions of joint centers for hip, knee and ankle during gait. Experiments were carried out on normal gait of three healthy volunteers. As a result, the flexionextension and the adduction-abduction angle of the hips and the flexion angle of knees were calculated and compared with a camera. The correlation coefficients were 0.888 for the flexionextension angle of hip, 0.721 for the internal-external rotation angle of hip, 0.924 for the flexion angle of knee. In addition, knee and ankle joint trajectories in the horizontal plane showed that the both right left and legs were bilaterally symmetric. © 2009 Springer-Verlag.
• Residual stress around outer cortical region in bovine femoral diaphysis

  Proceedings World Congress 2009 - Medical Physics and Biomedical Engineering 109 -112 2009年 [査読無し][通常論文]
  
• Effect of HAp Textures on Strain Distribution in Bovine Cortical Bone

  GIRI Bijay, TADANO Shigeru, FUJISAKI Kazuhiro, TODOH Masahiro バイオフロンティア講演会講演論文集 19th (19) 93-94 -94 2008年09月22日 [査読無し][通常論文]
  
• A307 Effect of HAp Textures on Strain Distribution in Bovine Cortical Bone

  GIRI Bijay, TADANO Shigeru, FUJISAKI Kazuhiro, TODOH Masahiro バイオフロンティア講演会講演論文集 2008 (19) 93 -94 2008年09月22日 [査読無し][通常論文]
  
• A116 前腕の筋・骨格モデルによる表面筋電位分布の有限要素解析(生体のモデリング・シミュレーション)

  中島 康博, 前田 大輔, 桑野 晃希, 吉成 哲, 増田 耕平, 東藤 正浩, 但野 茂 バイオフロンティア講演会講演論文集 2008 (19) 31 -32 2008年09月22日 [査読無し][通常論文]
  
• A308 牛大腿骨骨幹断面内の残留応力分布(軟・硬組織のバイオメカニクス)

  山田 悟史, 藤崎 和弘, 東藤 正浩, 但野 茂 バイオフロンティア講演会講演論文集 2008 (19) 95 -96 2008年09月22日 [査読無し][通常論文]
  
• B419 携帯型センサーシステムによる重力加速度を用いた歩行解析(福祉工学,リハビリテーション工学)

  武田 量, 但野 茂, 東藤 正浩, 吉成 哲 バイオフロンティア講演会講演論文集 2008 (19) 167 -168 2008年09月22日 [査読無し][通常論文]
  
• 744 骨強度に及ぼす有機基質熱変性の影響(S01-1 細胞と組織のバイオメカニクス(1)-ミクロからマクロまで-,21世紀地球環境革命の機械工学:人・マイクロナノ・エネルギー・環境)

  伊万里 祐輔, 東藤 正浩, 但野 茂 年次大会講演論文集 : JSME annual meeting 2008 (5) 3 -4 2008年08月02日 [査読無し][通常論文]
   

  Bone is a composite material composed of mineral matrix (mainly hydroxyapatite) and organic matrix (mostly type I collagen) in a microscopic scale. Macroscopic mechanical properties of bone are dependent on the structure and mechanical properties of these microscopic constituents. It has been considered that bone density is a predictor of its strength from a macroscopic perspective, but denaturation of the organic matrix would also lead to a significant loss of bone strength. In this study, heat-treated bone was examined as a collagen denatured model, and then 4-point bending tests and impa...
• 745 脊髄組織の粘弾性変形と流動電位の関係(S01-1 細胞と組織のバイオメカニクス(1)-ミクロからマクロまで-,21世紀地球環境革命の機械工学:人・マイクロナノ・エネルギー・環境)

  但野 茂, 東藤 正浩, 藤崎 和弘, 加藤 雅樹 年次大会講演論文集 : JSME annual meeting 2008 (5) 5 -6 2008年08月02日 [査読無し][通常論文]
   

  The purpose of this study is the elucidation of electro-mechanical response of spinal cord tissue. Spinal cord tissue is composed of white matter, gray matter, spinal meninges and water. The tissue has triphasic construction consisting of solid phase, fluid phase and electric reactions. Solid phase contains negative charged proteoglycan which enhance swelling pressure and exerts an influence on the tissue behavior. On the other hand, strain increases fixed charge density relating to electric potential gradient and streaming potential. We conducted the confined compression tests on spinal co...
• 3636 加速度・角速度センサーを用いた歩行解析(J24-2 ライフサポート(2),ジョイントセッション,21世紀地球環境革命の機械工学:人・マイクロナノ・エネルギー・環境)

  名取川 愛紀子, 武田 量, 東藤 正浩, 但野 茂, 吉成 哲 年次大会講演論文集 : JSME annual meeting 2008 (7) 213 -214 2008年08月02日 [査読無し][通常論文]
   

  This work proposes a method that can measure the three-dimensional positions of joint centers for hip, knee and ankle using wearable acceleration and gyro sensors. Healthy volunteers wore small sensor unit that included a tri-axis acceleration sensor and three single axis gyro sensors. Acceleration data from acceleration sensors and angular velocity data from gyro sensors to were used to estimate joint angles of the hip and knee. The joint angles along with the volunteers' body measurements were used to calculate positions of hip, knee and ankle joint. Flexion-extension angle and internal-e...
• 424 HAp Orientation Dependent Deformation in Bone Tissue

  GIRL Bijay, FUJISAKI Kazuhiro, TODOH Masahiro, TADANO Shigeru バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2007 (20) 347 -348 2008年01月24日 [査読無し][通常論文]
  
• 411 ホタテ貝炭酸カルシウムを利用した骨補填材の開発(OS6-1:硬組織のバイオメカニクス(1),OS6:硬組織のバイオメカニクス)

  新井田 淳, 但野 茂, 東藤 正浩, 越智 守生, 廣瀬 由紀人 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2007 (20) 143 -144 2008年01月24日 [査読無し][通常論文]
  
• 521 前腕深層筋における筋電位伝導の有限要素解析(OS2-7:生体モデリングとシミュレーション(7),OS2:生体モデリングとシミュレーション)

  中島 康博, 前田 大輔, 桑野 晃希, 吉成 哲, 東藤 正浩, 但野 茂 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2007 (20) 377 -378 2008年01月24日 [査読無し][通常論文]
  
• 431 骨の力学特性に及ぼす有機基質の影響(OS6-4:硬組織のバイオメカニクス(4),OS6:硬組織のバイオメカニクス)

  東藤 正浩, 但野 茂, 伊万里 祐輔 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2007 (20) 361 -362 2008年01月24日 [査読無し][通常論文]
  
• Human Gait Analysis Using Wearable Sensors of Acceleration and Angular Velocity

  Proceedings of the International Federation for Medical and Biological Engineering (CD-ROM) 23 1069 -1072 2008年 [査読無し][通常論文]
  
• Streaming Potential of Bovine Spinal Cord under Visco-elastic Deformation

  Proceedings of the International Federation for Medical and Biological Engineering (CD-ROM) 23 2118 -2121 2008年 [査読無し][通常論文]
  
• Effect of Heat Denaturation of Collagen Matrix on Bone Strength

  Proceedings of the International Federation for Medical and Biological Engineering (CD-ROM) 23 2034 -2037 2008年 [査読無し][通常論文]
  
• Residual stress measurement around cortical region in bovine femur using the X-ray diffraction

  Proceedings 8th International Symposium on Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering No. 202 2008年 [査読無し][通常論文]
  
• Residual stress measurement around outer cortical bone in bovine femur using the X-ray Sin² Ψ method

  Yamada, S., Tadano, S., Todoh, M. Nihon Kikai Gakkai Ronbunshu, A Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part A 74 (6) 894 -900 2008年 [査読無し][通常論文]
  
• Laser-Bonding of Bone and Implant Material(3B3 Orthopaedic & Rehabilitation Biomechanics VII)

  Ogita Taira, Tadano Shigeru, Todoh Masahiro, Kanaoka Masaru Proceedings of the ... Asian Pacific Conference on Biomechanics : emerging science and technology in biomechanics 2007 (3) S199 2007年11月05日 [査読無し][通常論文]
  
• EFFECT OF MINERAL CONTENT ON MECHANICAL PROPERTIES OF BONE(3C2 Bone & Ligament I)

  Todoh Masahiro, Tadano Shigeru Proceedings of the ... Asian Pacific Conference on Biomechanics : emerging science and technology in biomechanics 2007 (3) S210 2007年11月05日 [査読無し][通常論文]
  
• GAIT ANALYSIS USING WIRELESS ACCELERATION SENSORS AND GYRO SENSORS(1B3 Orthopaedic & Rehabilitation Biomechanics III)

  Takeda Ryo, Tadano Shigeru, Todoh Masahiro, Yoshinari Satoshi Proceedings of the ... Asian Pacific Conference on Biomechanics : emerging science and technology in biomechanics 2007 (3) S35 2007年11月05日 [査読無し][通常論文]
  
• RESIDUAL STRESS NEAR FORAMINA OF BOVINE FEMUR AND METACARPUS(3C3 Bone & Ligament II)

  Giri Bijay, Fujisaki Kazuhiro, Todoh Masahiro, Tadano Shigeru Proceedings of the ... Asian Pacific Conference on Biomechanics : emerging science and technology in biomechanics 2007 (3) S216 2007年11月05日 [査読無し][通常論文]
  
• B217 X線回折sin^2Ψ法による牛大腿骨骨幹部外周の残留応力測定(B2-4 硬組織のバイオメカニクス2)

  山田 悟史, 東藤 正浩, 但野 茂 バイオフロンティア講演会講演論文集 2007 (18) 145 -146 2007年10月05日 [査読無し][通常論文]
  
• 614 骨の破壊特性に及ぼす有機基質の影響(バイオエンジニア・ロボティクス・メカトロニクス(3))

  東藤 正浩, 但野 茂, 伊万里 祐輔 北海道支部講演会講演概要集 2007 (46) 183 -184 2007年09月29日 [査読無し][通常論文]
  
• 0947 脊椎骨強度測定用電動プローブの開発(S05-4 生体のシミュレーション・モデリング・計測(4),S05 生体のシミュレーション・モデリング・計測)

  大竹 章吾, 但野 茂, 東藤 正浩, 浅野 聡 年次大会講演論文集 : JSME annual meeting 2007 (5) 195 -196 2007年09月07日 [査読無し][通常論文]
   

  Spinal instrumentation is one method of therapy for spinal damage. In such therapy, robust fixation of vertebrae by inserting rod screws is required. For vertebral robust fixation, the therapists have to understand the bone strength of the point of insertion. The purpose of this study is the fabrication of a probe to measure the thrust force during the bone drilling of bovine vertebrae and evaluate the data measured. The drilling condition such as drilling revolution, feed rate, and drill bit geometry were considered. The best condition for bone strength evaluation is selected by making a c...
• 0950 脊髄組織の外力と流動電位の関係(S05-4 生体のシミュレーション・モデリング・計測(4),S05 生体のシミュレーション・モデリング・計測)

  佐藤 亮輔, 但野 茂, 東藤 正浩 年次大会講演論文集 : JSME annual meeting 2007 (5) 201 -202 2007年09月07日 [査読無し][通常論文]
   

  Spinal cord is important in assuming signal transduction within the living body. There is a great deal of complexity with the mechanically properties of spinal cord tissue. The relationship between charged tissue, water and ions are unknown. Especially, electromechanical properties of spinal cord tissue that effect the stiffness of spinal cord have not been studied before. Spinal cord tissue containing proteoglycan generate streaming potential when compressed. Streaming potential is an indicator for showing the electromechanical properties. We measured streaming potential of spinal cord tis...
• 1032 ハイドロキシアパタイトのレーザ接合(G02-4 バイオエンジニアリング(4),G02 バイオエンジニアリング)

  荻田 平, 但野 茂, 東藤 正浩, 金岡 優 年次大会講演論文集 : JSME annual meeting 2007 (5) 263 -264 2007年09月07日 [査読無し][通常論文]
   

  Implants using in orthopedics or dentistry have been usually fixed to bone tissue by other artificial bonding material such as bone cement or clinical screws. However, rigid bonding requires long duration between bone and implant. It is important to develop the bonding technique between bones and implants directly. Laser technique is effective tool for bonding metals. Laser beam has high energy density thus it can process the small area of material in short duration. This study has proposed the application of laser-processing technique for the bonding of bone and implant material. The corti...
• 1041 電動車椅子のスリップ制御システムの開発(J06-2 ライフサポート(2),J06 ライフサポート)

  松田 辰啓, 但野 茂, 東藤 正浩 年次大会講演論文集 : JSME annual meeting 2007 (6) 43 -44 2007年09月07日 [査読無し][通常論文]
   

  Wheelchairs improve mobility for people for whom walking is difficult or impossible, due to illness or disabilities. However, the road condition influence the driving ability of the wheelchairs. In the snowy region during winter, slipping often occurs because the grip between the wheel and the road cannot be secured enough when driving on the frozen road or the slope. In this study, the control mechanism that detects slipping and reflects it in driving power was developed so that the slipping actively decreased. This control mechanism was developed for existing electric wheelchairs. To deve...
• 0936 X線IPによる皮質骨HAp結晶ひずみの測定(S05-2 生体のシミュレーション・モデリング・計測(2),S05 生体のシミュレーション・モデリング・計測)

  佐藤 拓也, ギリ ビジャイ, 藤崎 和弘, 但野 茂, 東藤 正浩 年次大会講演論文集 : JSME annual meeting 2007 (5) 173 -174 2007年09月07日 [査読無し][通常論文]
   

  Bone tissue is a composite material composed of hydroxyapatite (HAp) and collagen. Since HAp is a crystalline structure, an X-ray diffraction method can be used to measure the lattice strain of HAp crystals. Although scintillation counter has been used to obtain an X-ray diffraction profile, a large amount of X-ray irradiation is necessary to obtain principal strains. Imaging plate (IP) would be useful to measure the strain distribution with smaller amount of irradiation. IP gives a diffraction image, thus planar distribution of strain could be obtained in a single measurement. We developed...
• 0935 皮質骨の力学特性に及ぼすHAp体積比の影響(S05-2 生体のシミュレーション・モデリング・計測(2),S05 生体のシミュレーション・モデリング・計測)

  西本 匡宏, 東藤 正浩, 但野 茂 年次大会講演論文集 : JSME annual meeting 2007 (5) 171 -172 2007年09月07日 [査読無し][通常論文]
   

  Bone tissue is often regarded as a composite material composed of hydroxyapatite (HAp) like mineral particles and collagen matrix (type I collagen) in a microscopic scale. Macroscopic properties of bone are dependent on these micro-structural elements. However, the relationship between macroscopic and microscopic properties of bone has been little known. In this study, to understand the effect of mineral content on macroscopic mechanical properties of bone, the mechanical properties of demineralized bone were examined experimentally. Cortical bone specimens were cut out from the mid-diaphys...
• 526 X線回折イメージによる骨組織の残留ひずみ測定(OS6-1:硬組織のバイオメカニクス,オーガナイズドセッション6:硬組織のバイオメカニクス)

  ギリ ビジャイ, 藤崎 和弘, 東藤 正浩, 但野 茂 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2006 (19) 394 -395 2007年01月06日 [査読無し][通常論文]
  
• 527 骨の力学的特性におけるコラーゲン-ミネラル成分の影響(OS6-1:硬組織のバイオメカニクス,オーガナイズドセッション6:硬組織のバイオメカニクス)

  東藤 正浩, 西本 匡宏, 伊万里 祐輔, 但野 茂 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2006 (19) 396 -397 2007年01月06日 [査読無し][通常論文]
  
• Effect of Mineral Content on Mechanical Properties of Bone

  Proceedings of the Third Asian Pacific Conference on Biomechanics S210-S210 2007年 [査読無し][通常論文]
  
• Residual Stress near Foramina of Bovine Femur and Metacarpus

  Proceedings of the Third Asian Pacific Conference on Biomechanics S216-S216 2007年 [査読無し][通常論文]
  
• Gait Analysis Using Wireless Acceleration Sensors and Gyro Sensors

  Proceedings of the Third Asian Pacific Conference on Biomechanics S35-S35 2007年 [査読無し][通常論文]
  
• Laser-Bonding of Bone and Implant Material

  Proceedings of the Third Asian Pacific Conference on Biomechanics S199-S199 2007年 [査読無し][通常論文]
  
• Residual Stress Estimation of Bone Tissue Using X-ray Imaging Technique

  The Proceedings of the XXI Congress of International Society of Biomechanics (CD-ROM) 0455 2007年 [査読無し][通常論文]
  
• Development of Horizontal Seat Adjustment System for Electric-Powered Wheelchairs

  The Proceedings of the XXI Congress of International Society of Biomechanics (CD-ROM) 0780 2007年 [査読無し][通常論文]
  
• A109 加速度センサーと角速度センサーを用いた歩行解析(A1-2 生体計測・制御デバイス)

  武田 量, 但野 茂, 中安 稔, 東藤 正浩, 吉成 哲 バイオフロンティア講演会講演論文集 2006 (17) 19 -20 2006年11月10日 [査読無し][通常論文]
  
• A206 放射線治療による腫瘍領域縮小過程の予測シミュレーション(A2-2 組織・器官のバイオメカニクス2)

  高尾 聖心, 但野 茂, 東藤 正浩, 白土 博樹 バイオフロンティア講演会講演論文集 2006 (17) 89 -90 2006年11月10日 [査読無し][通常論文]
  
• B208 生体大腿骨の皮質骨形状モデリング手法(B2-2 整形外科のバイオメカニクス2)

  中土 裕樹, 但野 茂, 東藤 正浩 バイオフロンティア講演会講演論文集 2006 (17) 127 -128 2006年11月10日 [査読無し][通常論文]
  
• 114 骨強度特性に及ぼす有機基質の効果(バイオエンジニアリング(2))

  東藤 正浩, 但野 茂, 伊万里 祐輔 北海道支部講演会講演概要集 2006 (45) 27 -28 2006年09月25日 [査読無し][通常論文]
  
• 611 電動車椅子用水平保持アクティブシートの開発(J04-3 歩行支援・車いす,J04 ライフサポート)

  東藤 正浩, 但野 茂, 北川 弘之 年次大会講演論文集 : JSME annual meeting 2006 (6) 19 -20 2006年09月15日 [査読無し][通常論文]
   

  It is often difficult for handicapped people using the electric-powered wheelchairs to maintain their posture against external forces. Therefore, it is important to reduce the instability in driving the wheelchair under the various road conditions. In this study, the level holding seat mechanism available for the general electric-powered wheelchairs has been proposed. In order to occur the torque by the driver's weight and the range of inclination angle, the level holding seat was constructed by the link mechanism with the linear actuator. A prototype model of level holding mechanism was ma...
• 416 腰椎の栄養孔周辺部における骨の微視的最適構造(OS4-4,オーガナイズドセッション4:生体のモデリング・シミュレーション・計測,学術講演)

  ビジャイ ギリ, 但野 茂, 東藤 正浩, 藤崎 和弘 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2005 (18) 251 -252 2006年01月12日 [査読無し][通常論文]
  
• Microstructure of cortical bone around the foramen in bovine lumbar vertebra

  B. Giri, S. Tadano, K. Fujisaki, M. Todoh PROCEEDINGS OF THE 5TH WORLD CONGRESS OF BIOMECHANICS 39 (Supplement 1) 623 -+ 2006年 [査読無し][通常論文]
   

  Naturally occurring holes in bone called foramina, not detected as a site of crack initiation or growth, are present in considerable number in the vertebra. In the current work, region around the foramina of bovine lumbar vertebra were investigated for crystal orientation and mineral distribution by using X-rays. Tangential orientation of the crystals revealed around the foramen edge was considered as the main factor to strengthen the foramen. The mineral fractions have distribution without predictable trend. A thicker cortical region was discovered near the surface around the upper edge of the foramen. Cortical portion also existed in the cancellous mass as a thin cylinder covering the foramen from inside.
• Monochromatic synchrotron radiation mu CT reveals disuse-mediated canal network rarefaction in cortical bone of growing rat tibiae

  T Matsumoto, M Yoshino, T Asano, K Uesugi, M Todoh, M Tanaka JOURNAL OF APPLIED PHYSIOLOGY 100 (1) 274 -280 2006年01月 [査読無し][通常論文]
   

  The purpose of this study was to demonstrate the ability of computed microtomography based on monochromatic synchrotron radiation (SR mu CT) in microstructural analysis of cortical bone. Tibial diaphyses of growing rats ( 14 wk, n = 8) undergoing unilateral sciatic neurectomy 8 wk before study were imaged with spatial volume resolution of 5.83 x 5.83 x 5.83 mu m(3) by SR mu CT (20 keV) at the synchrotron radiation facility (SPring-8). Reconstructed image data were translated into local mineral densities by using a calibrated linear relationship between linear absorption coefficients and concentrations of homogeneous K2HPO4 solution. Pure bone three-dimensional images, produced by simple thresholding at a bone mineral density of 0.82 g/cm(3), were analyzed for macro- and microscopic structural properties. In neurectomized hindlimbs, cortical canal network rarefaction as well as bone atrophy were found. The former was characterized by 30% smaller porosity, 11% smaller canal density in transverse section, and 38% smaller canal connectivity density than those in contralateral bone. On the other hand, no difference was found in bone mineral density between neurectomized and intact hindlimbs (1.37 vs. 1.36 g/cm(3)). In conclusion, SR mu CT is a promising method for the three-dimensional analysis of cortical microstructure and the degree of mineralization in small animals.
• Effect of Collagen Matrix on Mechanical Properties of Bone

  Journal of Biomechanics 39 (Supplement 1) S471-S471 2006年 [査読無し][通常論文]
  
• Optimal allocation of piezoelectric passive dampers for a panel exposed to fluid flow: Maximum critical velocity design problem

  M Tanaka, M Todoh, T Maetaka JOURNAL OF INTELLIGENT MATERIAL SYSTEMS AND STRUCTURES 16 (11-12) 925 -930 2005年11月 [査読無し][通常論文]
   

  In this study, the improvement of the stability limit of a panel exposed to fluid flow, a typical nonconservative structural system is discussed. As an adaptive panel, piezoelectric materials are embedded into the panel making piezoelectric passive dampers accompanying a pair of resistance and inductance. The stability limit of such a panel is characterized by means of the critical velocity of external flow that induces panel flutter, and the critical flow velocity is maximized by the appropriate allocation of piezoelectric passive dampers and the selection of circuit parameters of dampers. The damper allocation and circuit parameters selection are optimized using a simple genetic algorithm. Numerical cases demonstrate the increase of critical flow velocity by appropriate design or damper allocation.
• 1133 Biphasic理論に基づく脊髄組織の粘弾性有限要素解析(S11-2 計測と力学-生体への応用(2),S11 計測と力学-生体への応用)

  但野 茂, 東藤 正浩, 武山 敦史 年次大会講演論文集 : JSME annual meeting 2005 (5) 109 -110 2005年09月18日 [査読無し][通常論文]
   

  It is very important to understand the mechanical function of spinal cord for therapeutic improvement or pathologic elucidation. Spinal cord is a biphasic substance composed of solid and liquid phases. When it deforms, liquid phase in the tissue flows out through between solid phases. The interaction between two phases derives the macroscopic viscoelastic behavior. An experimental equipment was developed to measure biphasic behavior using a porous metal in the bottom of specimen to flow liquid phase. Stress-relaxation test was done in the confined compression. As a result, gray matter is mo...
• 1238 安全な斜面走行のための電動車椅子用アクティブシートの開発(S13 社会参加とリハビリテーション)

  東藤 正浩, 但野 茂, 本島 誉久, 北川 弘之 年次大会講演論文集 : JSME annual meeting 2005 (5) 217 -218 2005年09月18日 [査読無し][通常論文]
   

  It is often difficult for handicapped people using the electric wheelchairs to maintain their posture against external forces. Therefore, it is important to reduce the instability in driving the wheelchair under the various road conditions. In this study, the active level holding seat mechanism available for the general electric wheelchairs is proposed. In order to reduce the increase of seat height, optimal link parameters were designed to minimize the size of linkage. A prototype model of level holding mechanism was made practically. The effect of the proposed mechanism was evaluated by t...
• 1203 椎間板剛性を補償する脊椎後方固定デバイスの最適設計(OS12 バイオメカニクカルデザインI)

  東藤 正浩, 但野 茂, 鶴江 陽介, 白土 修 設計工学・システム部門講演会講演論文集 2005 (15) 74 -75 2005年08月02日 [査読無し][通常論文]
   

  The spine consists of vertebrae separated by flexible intervertebral disks. The intervertebral disks act as the flexible spacer between vertebrae and carry significant compressive loads from gravitational and muscle forces. The spine fixation surgery apply to many spinal disorders. The rigid fixation, however, might cause the damage of intervertebral disks. Therefore, it is important to develop the spinal fixation device with the biological intervertebral stiffness. In this study, the flexion, extension, lateral bending and axial rotation stiffness of bovine lumber spine were measured exper...
• 1204 短下肢装具関節剛性の設計指針(OS12 バイオメカニクカルデザインI)

  田中 正夫, 赤澤 康史, 松本 健志, 内藤 尚, 東藤 正浩, 野村 毅 設計工学・システム部門講演会講演論文集 2005 (15) 76 -77 2005年08月02日 [査読無し][通常論文]
   

  A purpose of this study is to obtain design indices for stiffness of Ankle-foot orthosis (AFO) by measuring ankle joint functions of a hemiplegic patient in order to manufacture and prescribe a more suitable AFO for each of hemiplegic patients. The ankle joint functions of 17 hemiplegic patients and stiffness characteristics of their each AFO are measured and correlations between ankle joint functions and stiffness characteristics of AFO are examined. Then, it is found that planter stiffness of AFO has correlations with passive resistive moment of ankle joints in an ankle-neutral and a knee...
• 1209 転倒時の衝撃吸収を目的としたセル状ヒップパッドの開発(OS12 バイオメカニクカルデザインIII)

  後藤 直子, 但野 茂, 東藤 正浩, 向井 大作, 新畑 将, 中土 幸男 設計工学・システム部門講演会講演論文集 2005 (15) 86 -87 2005年08月02日 [査読無し][通常論文]
   

  Recently, hip pads have been developed to prevent the femur fracture by falling for aged persons. It is necessary for hip pads that the material and the structure select and design to realize the higher performance of impact absorption. In this work, an experimental system was made to test the impact absorbing properties of hip pad with cellular cushion and commercial hip pad. Using an artificial femur with composite materials that consist of cortical and cancellous region, impact load was applied to greater trochanter of the femoral model. Impact absorbing performance was evaluated by the ...
• 413 軌跡と速度に着目したリンク機構の事例に基づく最適総合(GS-12 設計工学,研究発表講演)

  福島 静一郎, 東藤 正浩, 松本 健志, 田中 正夫 関西支部講演会講演論文集 2005 (80) "4 -31"-"4-32" 2005年03月18日 [査読無し][通常論文]
   

  Linkage mechanisms generate complex curves or motion in a inconstant speed, and are widely used in various mechanical systems. However, their input-output relationship is highly non-linear, making the synthesis of link mechanisms laborious. Mechanism designers frequently pick up an already-existing mechanism which generates a similar output and modify it to produce the desired output. Therefore it is useful to collect and sort many mechanisms and construct a case-base for coming design activities. This article discusses an optimal synthesis of link mechanisms fulfilling specified output tra...
• 414 ソフトニング可変剛性構造体の最適設計(GS-12 設計工学,研究発表講演)

  吉瀬 允紀, 東藤 正浩, 松本 健志, 田中 正夫 関西支部講演会講演論文集 2005 (80) "4 -33"-"4-34" 2005年03月18日 [査読無し][通常論文]
   

  The authors have proposed a concept of force dependent variable stiffness by introducing a certain internal gap in a continuum structure. This concept has been demonstrated to be valid for designing the structure of hardening-type bilinearity. This study discusses the design of continuum structure showing softening-type variable stiffness. Two different mean compliances are considered for a continuum structure at different ranges of external load divided by the stiffness switching level of working load. First, the compliant mechanism design problem is employed to obtain the initial design u...
• 805 片麻痺者足関節の力学特性および歩行特性に基づく短下肢装具力学特性の検討(GS-2,16 医療機具,研究発表講演)

  野村 毅, 赤澤 康史, 東藤 正浩, 松本 健志, 田中 正夫 関西支部講演会講演論文集 2005 (80) "8 -9"-"8-10" 2005年03月18日 [査読無し][通常論文]
   

  An ankle-foot orthosis (AFO) is a device widely used by hemiplegic patients to assist their gait. The aim of this study is to estimate an adequate mechanical property of an AFO based on a passive property of ankle. First, we examine mechanical properties of hemiplegic ankle and their AFO prescribed suitably, and then evaluate the correlation between these two properties. The results show that AFO plantar stiffness has significant correlations (p<0.05) with ankle resistive moment at a knee-extended posture and with ankle dorsal stiffness at a knee-flexed posture. The former correlation gives...
• 北海道大学大学院工学研究科機械科学専攻設計機能工学講座適応設計学分野

  但野 茂, 東藤 正浩 生体医工学 : 日本エム・イー学会誌 43 (1) 187 -187 2005年03月10日 [査読無し][通常論文]
  
• 810 骨梁の配向方向と材料・力学特性との関係(GS-2 生体の力学,研究発表講演)

  猪原真澄, 東藤正浩, 松本健志, 田中正夫 関西支部講演会講演論文集 2005 (80) 8-19 -8-20 2005年03月 [査読無し][通常論文]
   

  Cancellous bone is comprised of the network structure of trabeculae, which results structural and mechanical anisotropic properties. These suggest the relevance of investigating the mechanical properties of cancellous bone with relation to structural properties of cancellous bone and the mechanical properties of trabeculae. In this article, the mean intercept length and fablic ellipsoid analyses and conventional compression test were performed for cancellous bone, and the mechanical properties of single trabeculae were examined by means of three-point bending test and Vickers hardness test,...
• 214 片足坐骨神経切断による脛骨皮質骨微細構造への影響(OS1-06 : 生体マイクロ・ナノ構造メカニクス(2),マイクロ・ナノバイオメカニクス)

  吉野 勝之, 東藤 正浩, 松本 健志, 田中 正夫 バイオエンジニアリング学術講演会・セミナー講演論文集 2004 (17) 65 -66 2005年01月21日 [査読無し][通常論文]
  
• 216 X線回折による骨組織中コラーゲン : アパタイトの力学的挙動観察(OS1-06 : 生体マイクロ・ナノ構造メカニクス(2),マイクロ・ナノバイオメカニクス)

  東藤 正浩, 松本 健志, 田中 正夫 バイオエンジニアリング学術講演会・セミナー講演論文集 2004 (17) 69 -70 2005年01月21日 [査読無し][通常論文]
  
• 217 X線イメージングプレートを用いた皮質骨内HAp結晶のひずみ測定(OS1-06 : 生体マイクロ・ナノ構造メカニクス(2),マイクロ・ナノバイオメカニクス)

  藤崎 和弘, 但野 茂, 東藤 正浩, 佐々木 直樹 バイオエンジニアリング学術講演会・セミナー講演論文集 2004 (17) 71 -72 2005年01月21日 [査読無し][通常論文]
  
• 407 Cone-Beam型3次元CTデータ画像を用いた骨内部構造モデリング手法(GS-03 : 非侵襲計測技術)

  中土 裕樹, 但野 茂, 東藤 正浩, 中土 幸男, 森 慎一郎, 遠藤 真広 バイオエンジニアリング学術講演会・セミナー講演論文集 2004 (17) 145 -146 2005年01月21日 [査読無し][通常論文]
  
• 518 リポソームヘモグロビン置換輸血による局所心筋酸素供給の均一化効果 : 解剖・実験データに基づいたモデル論的解析(GS-08 : 生体内流れの解析(1))

  間野 勝彦, 東藤 正浩, 松本 健志, 田中 正夫 バイオエンジニアリング学術講演会・セミナー講演論文集 2004 (17) 211 -212 2005年01月21日 [査読無し][通常論文]
  
• Finite Element Modeling of Cortical Bone Region from Clinical CT Images

  Proceedings of the International Federation for Medical and Biological Engineering (CD-ROM) 12 4A2-04 2005年 [査読無し][通常論文]
  
• Strain Measurement of Cortical Bone under Tensile Loading Using Transmitted X-ray Diffraction

  Proceedings of the International Federation for Medical and Biological Engineering (CD-ROM) 12 3A5-10 2005年 [査読無し][通常論文]
  
• Gait Analysis Using Wearable Sensors for Acceleration and Angular Velocity

  Proceedings of the International Federation for Medical and Biological Engineering (CD-ROM) 12 3A4-02 2005年 [査読無し][通常論文]
  
• Anisotropic Modeling of Bone Tissue with Composite Structure of HAp-Collagen

  Proceedings of the 2nd Asian Pacific Conference on Biomechanics (CD-ROM) 10089 2005年 [査読無し][通常論文]
  
• Synchrotron Radiation microtomography Reveals Disuse Effects on Cortical Canal Network Structure

  Proceedings of the Second Japan-Switzerland Workshop on Biomechanics 34 -34 2005年 [査読無し][通常論文]
  
• Mechanical Behaviour of Mineral and Collagen Phases in Bone: Observation by X-ray Diffraction

  Proceedings of the Second Japan-Switzerland Workshop on Biomechanics 136 -136 2005年 [査読無し][通常論文]
  
• Relationship between mechanical property of cancellous bone and hardness of trabeculae

  M Todoh, M Ihara, T Matsumoto, M Tanaka JSME INTERNATIONAL JOURNAL SERIES C-MECHANICAL SYSTEMS MACHINE ELEMENTS AND MANUFACTURING 47 (4) 1075 -1078 2004年12月 [査読無し][通常論文]
   

  Macroscopic bone properties depend on the microscale structural organization and the properties of microstructural elements. In the case of cancellous bone, the network structure of trabeculae, i.e., bar/plate bone elements of submillimeter diameter/thickness, results in the anisotropic properties as a porous media, and it is important to investigate the mechanical properties of cancellous bone with relation to the microstructural and micromechanical properties of trabeculae. Efforts have been devoted for the mechanical test of single trabecula in this context. In this article, the mechanical property of single trabecula was examined by means of Vickers hardness test, and the content of hydroxyapatite crystals was evaluated by X-ray diffraction analysis. The results were discussed relating to the macroscopic mechanical and structural properties of cancellous bone.Macroscopic bone properties depend on the microscale structural organization and the properties of microstructural elements. In the case of cancellous bone, the network structure of trabeculae, i.e., bar/plate bone elements of submillimeter diameter/thickness, results in the anisotropic properties as a porous media, and it is important to investigate the mechanical properties of cancellous bone with relation to the microstructural and micromechanical properties of trabeculae. Efforts have been devoted for the mechanical test of single trabecula in this context. In this article, the mechanical property of single trabecula was examined by means of Vickers hardness test, and the content of hydroxyapatite crystals was evaluated by X-ray diffraction analysis. The results were discussed relating to the macroscopic mechanical and structural properties of cancellous bone.
• B114 脊柱側弯の進行における背筋力及び重力の影響についての計算力学的検討(B1-3 硬組織)

  西 晋司, 東藤 正浩, 松本 健志, 江原 宗平, 田中 正夫 バイオフロンティア講演会講演論文集 2004 (15) 77 -78 2004年11月04日 [査読無し][通常論文]
  
• B119 持続的な噛みしめ下における顎関節内力学状態の3次元有限要素解析(B1-3 硬組織)

  藤田 麗二, 東藤 正浩, 松本 健志, 廣瀬 美帆, 田中 栄二, 田中 正夫 バイオフロンティア講演会講演論文集 2004 (15) 87 -88 2004年11月04日 [査読無し][通常論文]
  
• 可変粘性継手を有する短下肢装具による歩行実験(J05-2 ライフサポート(2),J05 ライフサポート)

  赤澤 康史, 中川 昭夫, 野村 毅, 東藤 正浩, 田中 正夫 年次大会講演論文集 : JSME annual meeting 2004 (6) 109 -110 2004年09月04日 [査読無し][通常論文]
   

  Ankle-foot orthosis (AFO) is a primal aid for patients with gait disorder. Mechanical characteristics of AFO joint directly affect the walking function, and the viscoelasticity of AFO joint might be changed during gait, at least for stance/swing phases respectively. In this article, we designed an AFO joint with MR-fluid so that the viscosity alternated in accordance with the shank angular velocity. We observed the gait with the prototyped AFO of a hemiplegic patient using a shoehorn type AFO in his daily life. It was shown that the shank angular velocity remarkably reduced at the period of...
• Mechanical Properties of Single Trabecula at Microscale : Elastic Modulus, Hardness and X-ray Diffraction Intensity(Micro- and Nano-biomechanics)

  Tanaka Masao, Todoh Masahiro, Matsumoto Takeshi, Ihara Masumi Advanced robotics : the international journal of the Robotics Society of Japan 2004 (1) 245 -246 2004年03月25日 [査読無し][通常論文]
  
• Mechanical Properties of Single Trabecula at Microscale: Elastic Modulus, Hardness and X-ray Diffraction Intensity

  Proceedings of the First Asian Pacific Conference on Biomechanics 245 -246 2004年 [査読無し][通常論文]
  
• Structural Shape Optimization for Prescribed Deformation Profile by Trimming Operation

  Proceeedings of the Third China-Japan-Korea Joint Symposium on Optimization of Structural and Mechanical Systems 595 -600 2004年 [査読無し][通常論文]
  
• Design Optimization for Bilinear Stiffness Continuum Structure

  Proceeedings of the Third China-Japan-Korea Joint Symposium on Optimization of Structural and Mechanical Systems 541 -546 2004年 [査読無し][通常論文]
  
• Structural Design of Thin Panel with Piezoelectric Passive Damper under External Fluid Flow

  Proceeedings of the Third China-Japan-Korea Joint Symposium on Optimization of Structural and Mechanical Systems 131 -136 2004年 [査読無し][通常論文]
  
• 片麻痺者足関節特性から短下肢装具関節特性を考える

  田中 正夫, 赤沢 康史, 東藤 正浩 運動療法と物理療法 = The Journal of physical medicine 14 (4) 256 -262 2003年12月25日 [査読無し][通常論文]
  
• Stress analysis of anterior-disc-displaced temporomandibular joint using individual finite element model

  M Tanaka, E Tanaka, M Todoh, D Asai, Y Kuroda JSME INTERNATIONAL JOURNAL SERIES C-MECHANICAL SYSTEMS MACHINE ELEMENTS AND MANUFACTURING 46 (4) 1400 -1408 2003年12月 [査読無し][通常論文]
   

  Temporomandibular joint (TMJ) disorder relates to the biomechanical irregularity of the structual joint components, and the behavior of soft tissue components is considered as a key to understand the biomechanical condition in the TMJ. The configuration of joint components, however, closely depends on individual patients. In this study, attention has been focused on the stress and displacement of irregular TMJs with anterior disc displacement. Using biplane magnetic resonance (MR) images, typical anterior-disc-displaced (ADD) TMJ of a patient with temporomandibular disorder has been modeled individually. The stress distribution in ADD TMJs has been compared with that in normal TMJs. Parameter studies with the elastic modulus have been carried out and it revealed that the stress distribution in the TMJ is highly dependent on the connective tissue modulus as well as disc modulus in the case of ADD TMJ, and that the disc displacement due to mouth opening movement depends on disc modulus in normal TMJ but depends on retrodiscal connective tissue in ADD TMJ.
• 420 個体別モデリングによる顎関節の運動軌跡改善に関する検討

  田中 正夫, 田中 栄二, 東藤 正浩, 黒田 有紀子 計算力学講演会講演論文集 2003 (16) 323 -324 2003年11月22日 [査読無し][通常論文]
  
• 2315 トリミング操作を用いた変形状態における形状実現法

  金海 憲男, 東藤 正浩, 松本 健志, 田中 正夫 設計工学・システム部門講演会講演論文集 2003 (13) 339 -340 2003年10月30日 [査読無し][通常論文]
   

  In the context of structural shape design, the target structural shape should be that under working load. The homology design is a typical example which pays attention to the deformed structural shape. This report discusses a structural design problem that retrieves the specified profile of continuum structure existing under working load. The optimal structural design problem is formulated as a relaxed version of the homology design, and it permits the trimming operation only, i.e. the reduction of structural material from the initial shape of the existing structure. The algorithm of shape ...
• 2319 軌跡と速度に着目した 4 節リンク機構の最適総合

  福島 静一郎, 東藤 正浩, 松本 健志, 田中 正夫 設計工学・システム部門講演会講演論文集 2003 (13) 351 -352 2003年10月30日 [査読無し][通常論文]
   

  Link mechanism is widely used as transmission/conversion device of simple motion by prime mover. The input-output relationship, however, is highly non-linear and it makes the synthesis of link mechanism complex. The synthesis of link mechanism is generally a process of trial and error of modification and correction of past design cases. This article discusses the optimal synthesis of four-bar mechanism realizing specified trajectory and velocity profiles in a given design space. A design case-base is constructed for link size and the coupler curves profile. For the target trajectory and its...
• 3304 荷重境界での変形を規定する超弾性体構造の最適設計(複数荷重条件下における適応的実現)

  小泉 達也, 東藤 正浩, 松本 健志, 田中 正夫 設計工学・システム部門講演会講演論文集 2003 (13) 477 -478 2003年10月30日 [査読無し][通常論文]
   

  Rubber-like material is frequently used at the contacting condition, and its structural design problem inevitably involves the surface deformation and traction simultaneously as the design objective/constraint, since the surface deformation due to the contacting object sometimes yields the severe stress conditions for the deformable body. This study discusses a structural optimization problem accompaning the deformation constraint at the boundary with surface traction. In order to guarantee desirable pattern of surface traction and deformation even for different resultant, auxiliary forces ...
• B116 下顎頭運動軌跡が顎関節軟組織力学状態に及ぼす影響

  黒田 有紀子, 東藤 正浩, 田中 栄二, 田中 正夫 バイオフロンティア講演会講演論文集 2003 (14) 63 -64 2003年09月17日 [査読無し][通常論文]
  
• B205 体幹筋の特性分布の脊柱側彎形状への影響

  高橋 亮, 東藤 正浩, 江原 宗平, 田中 正夫 バイオフロンティア講演会講演論文集 2003 (14) 127 -128 2003年09月17日 [査読無し][通常論文]
  
• B206 海綿骨の力学的異方性と骨梁硬さ・剛さの関係

  猪原 真澄, 東藤 正浩, 松本 健志, 田中 正夫 バイオフロンティア講演会講演論文集 2003 (14) 129 -130 2003年09月17日 [査読無し][通常論文]
  
• 大阪大学大学院基礎工学研究科機能創成専攻田中研究室研究室紹介

  東藤正浩 日本機械学会バイオエンジニアリング部門報 32 17 -17 2003年09月 [査読無し][通常論文]
  
• 604 可変粘性継手を有する短下肢装具の試作

  赤澤 康史, 中川 昭夫, 野村 毅, 東藤 正浩, 田中 正夫 年次大会講演論文集 : JSME annual meeting 2003 (7) 97 -98 2003年08月05日 [査読無し][通常論文]
   

  Ankle-foot orthosis (AFO)is an important aid for patients with gait disorder. We have investigated the relationship between hemiplegic ankle joints function and AFO joint characteristics during gait, because mechanical characteristics of AFO joint directly affect the walking function. In this article, we examined an ankle joint device using magneto-rheological fluid that rheological characteristics can be adjusted by changing intensity of magnetic field applied. The device is composed of a rotary cylinder and a short tube with restrictor connecting both cylinder ports, and its closed hydrau...
• 529 骨梁と海綿骨の力学特性相関(生体・医療材料-III)(生体・医療材料分野の技術開発と将来展望)(オーガナイスドセッション11)

  田中 正夫, 東藤 正浩, 猪原 真澄 学術講演会講演論文集 52 (0) 406 -407 2003年05月16日 [査読無し][通常論文]
  
• Adaptive stiffness design for multimaterial structural system

  M Tanaka, M Todoh, A Naomi JOURNAL OF INTELLIGENT MATERIAL SYSTEMS AND STRUCTURES 14 (4-5) 323 -329 2003年04月 [査読無し][通常論文]
   

  Stiffness is one of the basic characteristics of structural system, and is an important feature for structural design problems. Although it has been often recruited as the design objective or constraints, the structural optimality attained has guarantee only for the mechanical conditions considered at the design stage. The adaptive stiffness design for force-dependent stiffness is a concept to tailor the structural stiffness in accordance with the external load applied. The passive adaptive stiffness has been realized by using single conventional material only. In this article, it is evolved to the active one that enables us to switch the force-dependent stiffness actively in part in the context of the multimaterial structural system. The topology design problem is formulated for the distribution of conventional and functional materials under the constraints of mean compliance and its switching point as the structure. The effectiveness of the proposed structural design concept is examined through numerical case studies solved by the SIMP method of topology design.
• 617 脊柱構成要素の成長不均衡による側彎解析 : 体幹腰部筋と側彎パターンの関係

  高橋 亮, 東藤 正浩, 江原 宗平, 田中 正夫 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2003 (15) 177 -178 2003年01月20日 [査読無し][通常論文]
  
• 110 顎関節における下顎運動軌跡の軟組織力学状態への影響

  黒田 有紀子, 田中 栄二, 東藤 正浩, 田中 正夫 関西支部講演会講演論文集 2003 (78) "1 -19"-"1-20" 2003年 [査読無し][通常論文]
   

  Temporomandibular joint(TMJ) disorder relates to the mechanical irregularity of the structual joint components, and disc and behevior of retrodiscal tissue is considered as a key to understand the biomechanical condition in the TMJ. Permanent anterior disc displacement and derangement are typical finding in TMJ disorder. The mouth opening motion naturally induces the anterior disc displacement tentatively even in normal TMJ. Since the condyle motion has the direct influence on the soft tissue stress, this study examined the possibility of the rearrangement of stress in disc and retrodiscal ...
• Standing Posture Maintenance with Ankle ROM Constraint: A Foot Pressure Study

  Clinical Biomechanics 18 (7) S35-S36 2003年 [査読無し][通常論文]
  
• 片麻痺者足関節特性から短下肢装具関節特性を考える

  運動・物理療法 14 (4) 256 -262 2003年 [査読無し][通常論文]
  
• 9A22 AFO 足関節の可動範囲と代償的下肢関節モーメントの関係(立位保持および平地歩行動作の場合)

  小川 真申, 東藤 正浩, 田中 正夫 福祉工学シンポジウム講演論文集 2002 (2) 217 -220 2002年11月05日 [査読無し][通常論文]
  
• 9A23 片麻痺者足関節特性に基づく短下肢装具の足継手機能の考察

  上松 弘幸, 赤澤 康史, 東藤 正浩, 田中 正夫 福祉工学シンポジウム講演論文集 2002 (2) 221 -224 2002年11月05日 [査読無し][通常論文]
  
• 脊柱有限要素モデルによる特発性側彎症解析 : 椎間関節剛性と側彎パターンに関する検討

  東藤 正浩, 田中 正夫, 江原 宗平 日本臨床バイオメカニクス学会誌 = Proceedings of ... Annual Meeting of Japanese Society for Clinical Biomechanics and Related Research 23 (0) 137 -140 2002年11月01日 [査読無し][通常論文]
  
• 267 円板転位顎関節における下顎運動軌跡と関節円板のふるまい

  黒田 有紀子, 東藤 正浩, 田中 栄二, 田中 正夫 年次大会講演論文集 : JSME annual meeting 2002 (1) 153 -154 2002年09月20日 [査読無し][通常論文]
   

  Temporomandibular joint (TMJ) disorder relates to the mechanical irregularity of the structual joint components, and disc behevior is considered as a key to understand the biomechanical condition in the TMJ. Permanent anterior disc displacement and derangement are typical finding in TMJ disorder. The mouth opening motion naturally induces the anterior disc displacement tentatively even in normal TMJ, and the condyle motion is considered as the key to understand the disc displacement and stress. This study examined the influence of condyle trajectory on the disc displacement and stress of ir...
• 303 骨梁の弾性特性と配向性からみた海綿骨の力学特性

  松本 武志, 東藤 正浩, 田中 正夫 年次大会講演論文集 : JSME annual meeting 2002 (6) 33 -34 2002年09月20日 [査読無し][通常論文]
   

  Bone has hierachical and complex structure and multiscale viewpoint is important for bone mechanics because the mechanical property is dependent on the scale factor of bone structure. Macroscopically, some relation is known between the mechanical property and bulk morphology. On the other hand, limited attention has been paid for such structural and mechanical consideration in mesoscopic and microscopic scale. In this article, the macroscopic elastic modulus of cancellous bone is examined by means of the elastic modulus of trabeculae, its orientation and volume fraction. Mean intercept leng...
• 2555 圧電材パッシブダンパによるパネルフラッタ臨界流速最大化設計

  前高 剛, 東藤 正浩, 田中 正夫 年次大会講演論文集 : JSME annual meeting 2002 (7) 197 -198 2002年09月20日 [査読無し][通常論文]
   

  A panel subjected to aerodynamic forces is a typical nonconservative structual system of two-dimension. When aerodynamic forces increase over the critical amplitude, the panel experiences the dynamic instability of panel flutter. This study concerned with the structual design improving the stability limit of a panel exposed to supersonic flow by means of adaptive structure with piezoelectric material. Piezoelectric material embeded in the host structure material was connected to resistance-inductance shunt circuit, and expected to work as passive dampers. Maximum critical flow velocity of p...
• 2556 同一表面で力/変位拘束を伴う構造最適化

  小泉 達也, 東藤 正浩, 田中 正夫 年次大会講演論文集 : JSME annual meeting 2002 (7) 199 -200 2002年09月20日 [査読無し][通常論文]
   

  The contact surface of deformable continuum body has importance on surface deformation and traction simultaneously, since the surface deformation due to the contacting object sometimes yields such surface traction that accompanies the severe stress conditions for the deformable body as well as for the contacting object. This study discusses a mechanical problem of deformable continuum body of hyper elasticity with surface traction and deformation prescribed simultaneously. Such a problem is considered as a design optimization problem in the context of homology design concept. The homology i...
• 装具継手要件検討のための片麻痺者足関節特性評価

  赤澤 康史, 上松 弘幸, 東藤 正浩, 田中 正夫 生体・生理工学シンポジウム論文集 17 (0) 127 -130 2002年09月09日 [査読無し][通常論文]
  
• 643 短下肢装具設計のための片麻痺者足関節特性評価

  上松 弘幸, 赤澤 康史, 東藤 正浩, 田中 正夫 東海支部地区講演会講演論文集 2002 (0) 201 -202 2002年08月24日 [査読無し][通常論文]
  
• 2331 脊柱有限要素モデルによる特発性側彎症解析局所的成長力と側彎パターンに関する検討

  東藤 正浩, 田中 正夫, 江原 宗平 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2002 (14) 291 -292 2002年03月01日 [査読無し][通常論文]
  
• Effect of Ankle Joint Constraint by AFO on Standing Position in Able-Bodied Subjects: Foot Pressure, Joint Moment and Joint Stiffness

  Acta of Bioengineering and Biomechanics 4 (Supplement 1) 352 -353 2002年 [査読無し][通常論文]
  
• Ankle Joint Moment of Hemiplegic Subjects with Spasticity

  Acta of Bioengineering and Biomechanics 4 (Supplement 1) 221 -222 2002年 [査読無し][通常論文]
  
• FEM Analysis of Idiopathic Scoliosys with Imbalanced Growth: Study on Human Spine Model with Spinal Ligaments

  Acta of Bioengineering and Biomechanics 4 (Supplement 1) 75 -76 2002年 [査読無し][通常論文]
  
• Sensitivity Analysis on Disc Behavior in Temporomandibular Joint

  Proceedings of IV World Congress of Biomechanics (CD-ROM) 72 2002年 [査読無し][通常論文]
  
• Influence of Spasticity on Hemiplegic Ankle Joint Moment

  Proceedings of IV World Congress of Biomechanics (CD-ROM) T103-3 2002年 [査読無し][通常論文]
  
• Effect of Ankle Joint Constraint by AFO on Maintenance of Standing Posture

  Proceedings of IV World Congress of Biomechanics (CD-ROM) 262 2002年 [査読無し][通常論文]
  
• Idiopathic Scoliosis Simulation by Finite Element Analysis with Imbalanced Growth between Bone and Spinal Ligaments

  Proceedings of IV World Congress of Biomechanics (CD-ROM) 353 2002年 [査読無し][通常論文]
  
• Idiopathic Scoliosis Analysis by Finite Element Model of Spine: Stiffness of Intervertebral Joint and Scoliotic Pattern

  23 137 -140 2002年 [査読無し][通常論文]
  
• 成長不均衡による特発性側彎症の有限要素解析 : 靭帯付脊柱モデルの検討

  東藤 正浩, 田中 正夫, 江原 宗平 脊柱変形 : 日本側彎症研究会会誌 = Spinal deformity : the journal of Japanese Scoliosis Society 16 (1) 17 -20 2001年12月20日 [査読無し][通常論文]
  
• 1C24 海綿骨骨梁構造の三次元斜交格子セルモデルとパラメータ同定(1C2 適応的リモデリング(2))

  松本 武志, 東藤 正浩, 田中 正夫 バイオエンジニアリング学術講演会・セミナー講演論文集 2001 (12) 99 -100 2001年10月26日 [査読無し][通常論文]
  
• 1C54 足圧中心の動揺性からみた短下肢装具が立位姿勢保持に及ぼす影響(1C5 歩行解析と姿勢制御)

  小川 真申, 東藤 正浩, 田中 正夫 バイオエンジニアリング学術講演会・セミナー講演論文集 2001 (12) 123 -124 2001年10月26日 [査読無し][通常論文]
  
• 1C55 片麻痺者の足関節痙性の生体力学的特性(1C5 歩行解析と姿勢制御)

  上松 弘幸, 赤澤 康史, 東藤 正浩, 田中 正夫 バイオエンジニアリング学術講演会・セミナー講演論文集 2001 (12) 125 -126 2001年10月26日 [査読無し][通常論文]
  
• 脊柱有限要素モデルによる特発性側弯症解析 : 脊柱系靭帯の影響

  東藤 正浩, 田中 正夫, 江原 宗平 日本臨床バイオメカニクス学会誌 = Proceedings of ... Annual Meeting of Japanese Society for Clinical Biomechanics and Related Research 22 (0) 233 -236 2001年10月01日 [査読無し][通常論文]
  
• F-1209 短下肢装具における継手粘性調節システムの検討(J27-2 バイオメカトロニクス・バイオロボットの要素技術・理論とシステム化技術(2))(J27 バイオメカトロニクス・バイオロボットの要素技術・理論とシステム化技術)

  赤澤 康史, 中川 昭夫, 上松 弘幸, 東藤 正浩, 田中 正夫 年次大会講演論文集 : JSME annual meeting 0 (1) 261 -262 2001年08月22日 [査読無し][通常論文]
   

  In this article, we examined the plantar flexion moment of hemiparetic patients as an important biomechanical index for design of ankle foot orthosis (AFO) from the viewpoint of ankle joint viscosity. Spastic ankle joint moment was measured with ankle joint angle by using a setup having single degree of freedom motion for dorsal-planter flexion axis with a torque transducer and a potentiometer. The observed spastic plantar flexion moments of a patient scattered largely depending on angular velocity of ankle joint motion. The rigidity under higher angular velocity exhibited much deviation of...
• W415 脳卒中片麻痺者における足関節痙性と短下肢装具の設計要件(装具)(シンポジウム : 福祉工学)

  赤澤 康史, 中川 昭夫, 上松 弘幸, 東藤 正浩, 田中 正夫 Dynamics and Design Conference : 機械力学・計測制御講演論文集 : D & D 2001 (0) 351 -351 2001年08月03日 [査読無し][通常論文]
   

  This article discusses several mechanical factors concerning with ankle foot orthosis(AFO) design from the viewpoint of ankle joint moment by spasticity. The plantar flexion is a typical feature at the spastic ankle joint in hemiplegic patients, and the spasticity-induced moment is a key for appropriate AFO characteristics. The spastic flexion moment of patient and the joint stiffness of typical AFOs are investigated, and their relationship is considered. The design factors expected for the AFO joint are discussed for each phase in level walking, and an AFO with switching stiffness is exami...
• W416 短下肢装具による足関節拘束が立位姿勢保持に及ぼす影響(装具)(シンポジウム : 福祉工学)

  田中 正夫, 東藤 正浩, 小川 真申 Dynamics and Design Conference : 機械力学・計測制御講演論文集 : D & D 2001 (0) 352 -352 2001年08月03日 [査読無し][通常論文]
   

  Lower limb orthoses is used as a useful aid for the disabled with gait disorder to assist standing and walking activities. The elementary function of such an aid is to support and maintain the lower limb joints at an appropriate position. It, however, bring some restriction in smooth body motion at the same time. In this study, the effect of ankle joint constraints is examined in terms of various ranges of motion of ankle joint of orthoses for the maintenance and recovery of standing posture under the foot floor disturbance simulating vehicle movement.
• 104 格子構造モデルに基づく海綿骨骨梁構造の残留応力推定(OS4-1 生体解析)(OS4 生体材料力学の新展開)

  東藤 正浩, 田中 正夫, 佐藤 宏紀 材料力学部門講演会講演論文集 2001 (0) 15 -16 2001年07月19日 [査読無し][通常論文]
  
• 917 顎関節軟組織の力学特性と円板転位に関する計算生体力学的検討(GS-2 バイオエンジニアリング(2))

  浅井 大輔, 田中 正夫, 東藤 正浩, 田中 栄二 関西支部講演会講演論文集 2001 (76) "9 -39"-"9-40" 2001年03月16日 [査読無し][通常論文]
   

  Temporomandibular joint (TMJ) disorder relates to the mechanical irregularity of the structual joint components, and the behevior of soft tissue components is considered as a key to understand the biomechanical condition in the TMJ. In this study, the attention has been focused on the stress and displacement of articular disc in disorderd TMJ with anterior disc displacement (ADD). ADD-TMJs have been modelled by using biplane MRI technique and the effect of ligamentizations of posterior connective tissue following to ADD has been examined by means of computational biomechanic analysis based ...
• 322 脊柱有限要素モデルによる特発性側弯症解析 : 靭帯による脊柱後方拘束の影響

  東藤 正浩, 田中 正夫, 江原 宗平 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2001 (13) 120 -121 2001年01月15日 [査読無し][通常論文]
  
• 427 短下肢装具における可変関節粘性の検討 : 試作と歩行評価

  赤澤 康史, 中川 昭夫, 東藤 正浩, 田中 正夫 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2001 (13) 292 -293 2001年01月15日 [査読無し][通常論文]
  
• 成長不均衡による特発性側彎症の有限要素解析－靭帯付脊柱モデルの検討－

  脊柱変形 16 (1) 17 -20 2001年 [査読無し][通常論文]
  
• Computational Analysis of Idiopathic Scoliosis: A Viewpoint of Inconsistent Growth between Hard and Soft Tissue Components

  Proceedings of Switzerland-Japan Workshop 81 -81 2001年 [査読無し][通常論文]
  
• Analysis of Idiopathic Scoliosis by Finite Element Method with Unbalanced Growth - Study on Human Spine Model with Spinal Ligaments -

  Spinal Deformity 16 (1) 17 -20 2001年 [査読無し][通常論文]
  
• Effect of Ankle Joint Constraint by AFO on Maintenance of a Standing Posture: A Consideration under AP Foot Floor Disturbance

  22 195 -198 2001年 [査読無し][通常論文]
  
• Idiopathic Scoliosis Analysis by Finite Element Model of Spine: Influence of Spinal Ligament Constraint

  22 233 -236 2001年 [査読無し][通常論文]
  
• 128 短下肢装具の足関節拘束と立位保持性 : 床面外乱下での検討

  田中 正夫, 東藤 正浩, 玉田 繁栄 バイオエンジニアリング学術講演会・セミナー講演論文集 2000 (11) 95 -96 2000年10月13日 [査読無し][通常論文]
  
• 1429 スイッチング剛性を有する短下肢装具についての検討

  赤澤 康史, 中川 昭夫, 東藤 正浩, 田中 正夫 年次大会講演論文集 : JSME annual meeting 2000 (1) 459 -460 2000年07月31日 [査読無し][通常論文]
   

  Ankle foot orthosis, AFO is an important tool for a person with gait disorder such as of hemiplegia. The complex stiffness of the AFO has significant influence on the ankle behavior during the stance phase of gait, but attention has been mainly paid for the real stiffness of AFO elasticity. In this article, the viscous stiffness of AFO with a cylinder component is considered in terms of two-level switching characteristics. The switching time planning is examined based on the results of event timing analysis for gait of hemiplegic patients for a soft landing toward foot flat in stance phase ...
• 1123 特発性側弯症解析のための脊柱有限要素モデル開発 : 骨格系軟組織を付加した脊柱モデルの検討(OS-5 臨床バイオメカニクス)

  東藤 正浩, 田中 正夫, 江原 宗平 関西支部講演会講演論文集 2000 (75) "11 -49"-"11-50" 2000年03月16日 [査読無し][通常論文]
   

  The etiology of idiopathic scoliosis is still unknown. The effects of limitation of spinal mobility in forward flexion on the development of scoliosis was studied in experimental animals. The spinous processes of lumbar vertebrae of young female rats were sutured together to make persistent limitation in the forward flexion of the spine. These findings indicated that the experimentally produced scoliosis was structural. This experimental study suggested that a limitation in the spinal mobility in forward flexion has a causative effect on the development and progress of idiopathic scoliosis....
• Polychromatic X-ray measurements of anisotropic residual stress in bovine femoral bone

  Masahiro Todoh, Shigeru Tadano, Jun-Ichi Shibano, Takayoshi Ukai JSME International Journal, Series C: Mechanical Systems, Machine Elements and Manufacturing 43 (4) 795 -801 2000年 [査読無し][通常論文]
   

  It is well known that bone has the capability to adapt to a normal mechanical environment and to reconstruct functionally its structure and geometry. This phenomenon is called "adaptive bone remodeling". One of the most important mechanical factors of remodeling is stress. To induce bone remodeling, some stress should be present to stimulate the osteocyte over a relatively long period. Thus, this stress is a type of residual stress. To verify this assumption, it is necessary to measure residual stress in intact bone tissue. Bone has an extremely anisotropic structure which consists of hydroxyapatite crystals. In this work, the polychromatic X-ray diffraction method is used to measure anisotropic residual stress in compact bone. The interplanar spacing of hydroxyapatite in bone can be measured by this method. The ratio of atomic interplanar distance of a strained specimen to that of a nonstrained one is defined as lattice strain. Biaxial residual stress is calculated from the lattice strains measured in three directions. The compact bone of bovine diaphysis is used as the specimen. To observe the difference of residual stress dependent on the region, the specimen is taken from the middle part of the diaphysis that was divided into four parts: anterior, posterior, medial and lateral, for each bone in the axial and circumferential directions. As a result, it was confirmed that residual stress in the bone could be measured nondestructively by this method. Tensile residual stress was found in the axial direction of bovine femoral bone.
• Parameter Identification of Skew Lattice Model of Cancellous Bone: Two-Dimesional Study

  Proceedings of the Tenth International Conference on Biomedical Engineering 597 -597 2000年 [査読無し][通常論文]
  
• Effect of Ankle Joint Constraints on Standing Posture under Foot Floor Disturbance: An Experimental Observation with 6-DOF Motion Platform

  Proceedings of the Tenth International Conference on Biomedical Engineering 455 -456 2000年 [査読無し][通常論文]
  
• 短下肢装具による足関節拘束が片麻痺歩行に与える影響

  田中 正夫, 東藤 正浩, 田邊 康之, 赤澤 康史, 中川 昭夫 バイオメカニズム学術講演会予稿集 20回 59 -59 1999年11月 [査読無し][通常論文]
  
• Residual Stress Evaluation of Hydroxyapatite Coating Ti Implant

  Tadano Shigeru, Todoh Masahiro, Shibano Jun-ichi, UKAI Takayoshi JSME international journal. Series A, Solid mechanics and material engineering 40 (3) 328 -335 1997年07月15日 

  Bio-active ceramics which have the capability for bonding to bone have been developed as one of the most effective implant materials. Because these materials consist of brittle hydroxyapatite, their mechanical reliability and workability are much lower than those of metal. Therefore, hydroxyapatite ceramics are used as coating materials. During or after the coating process, cracking and tearing often occur in the coating layer of the implant. These defects are caused by the residual stress in the vicinity of the coating interface. It is important to evaluate the residual stress in this region. The purpose of work is to present a method for measuring simultaneously and nondestructively three-dimensional distribution of residual stress in both the hydroxyapatite coating layer and the titanium substrate, using polychromatic X-rays. From this method, the steep stress gradient in the coating layer and the increase in tensile residual stress on the surface of the substrate were confirmed.
• Polychromatic X-Ray Method for Residual Stress Measurement in a Ceramic Coating Interface

  Proceedings of the International Symposium on Advanced Technology in Experimental Mechanics 207 -212 1997年 [査読無し][通常論文]
  
• Anisotropic Residual Stress of Bovine Femoral Bone

  Proceedings of the International Conference on New Frontiers in Biomedical Engineering, JSME Centennial Grand Congress 459 -462 1997年 [査読無し][通常論文]
  
• X-Ray Measurements of Anisotropic Residual Stress in Bovine Femoral Bone

  Proceedings of the ninth International Conference on Biomedical Engineering 698 -700 1997年 [査読無し][通常論文]
  
• Residual stress in sintered hydroxyapatite

  63 (607) 785 -790 1997年 [査読無し][通常論文]
  
• Residual Stress Evaluation in the Vicinity of Ceramic Coating Interface Using Polychromatic X-ray Method

  SHIBANO J. Trans. Jpn. Soc. Mech. Eng. 61 (586) 1356 -1362 1995年 [査読無し][通常論文]
  
• 白色X線法による表面仕上げされたア-ステナイト系ステンレス鋼の残留応力評価

  柴野 純一, 鵜飼 隆好, 但野 茂, 東藤 正浩 日本機械学会論文集. A編 61 (591) 2469 -2475 1995年 [査読無し][通常論文]
   

  The residual stress in a subsurface layer of austenitic stainless steel with a finished surface was evaluated by the polychromatic X-ray method. A surface of austenitic stainless steel SUS316 plate was ground and lapped as the specimen. In this method, the relation between strain and depth was approximated with a linear function or an exponential function, and it was assumed that the plane stress state existed in each subsurface layer in the depth direction of the specimen. As a result, the residual strain which was estimated under the assumption of the exponential function showed more reasonable distribution than that of the linear function. In addition, the residual stress which was calculated from the strain distribution was maximum tension at the surface of the specimen, and maximum compression at a position 3 μm below the surface. Therefore, the steep gradient of residual stress could be confirmed in a subsurface layer of the SUS316 with a finished surface.

特許

• 特許第5550674号:レーザ加工装置  2014年05月30日

  金岡 優, 荻田 平, 村井 融, 但野 茂, 東藤 正浩  三菱電機株式会社, 国立大学法人北海道大学  201403082160838460
• 特開2012-139543:レーザ加工装置  2012年07月26日

  金岡 優, 荻田 平, 村井 融, 但野 茂, 東藤 正浩  三菱電機株式会社, 国立大学法人北海道大学  201203009725826182
• 特許第4997452号:レーザ加工装置、骨の接合方法、インプラント材、インプラント材製造方法およびインプラント材製造装置  2012年05月25日

  金岡 優, 荻田 平, 村井 融, 但野 茂, 東藤 正浩  三菱電機株式会社, 国立大学法人北海道大学  201303023303498743
• WO2008-023708:レーザ加工装置、骨の接合方法、インプラント材、インプラント材製造方法およびインプラント材製造装置  2008年02月28日

  金岡 優, 荻田 平, 村井 融, 但野 茂, 東藤 正浩  三菱電機株式会社, 国立大学法人 北海道大学  201003017508902812

受賞

• 2012年03月 Bioengineering Division of the Japan Society of Mechanical Engineers 2011 JBSE Papers of the Year Award
   Residual stress distribution in the bovine femoral diaphysis measured by synchrotron 

  受賞者: Satoshi YAMADA;Shigeru TADANO;Masahiro TODOH;Kazuhiro FUJISAKI
• 2007年01月 日本機械学会バイオエンジニアリング部門 第15回瀬口賞
   

  受賞者: 東藤正浩
• 2002年12月 National University of Singapore & Biomedical Engineering Society Outstanding Paper Award, International Congress on Biological and Medical Engineering
   Single trabecula bending test for relationship between mechanical property and orientation of trabeculae of cancellous bone 

  受賞者: Masao TANAKA;Masahiro TODOH;Takeshi MATSUMOTO

共同研究・競争的資金等の研究課題

• 魚類コラーゲンの医療利用：骨インプラント表面への骨ミメティックコート技術の開発

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(A)

  研究期間 : 2021年04月 -2025年03月 

  代表者 : 都木 靖彰, 浦 和寛, 東藤 正浩
• ラマンイメージングによる分子・結晶スケール構造解析に基づく関節軟骨力学機能評価法

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(C)

  研究期間 : 2021年04月 -2024年03月 

  代表者 : 東藤 正浩

   

  関節軟骨の疾患である変形性関節症（Osteoarthritis: OA）は，日々の生活や外傷などによる過剰な力学的負荷が原因で発症する．高齢化が進む中で，この病態を十分に把握し，適切な診断を行うことが求められている．ラマン分光法は，光と分子振動の相互効果を利用した手法である．水分の影響を受けにくく，有機・無機両成分の成分解析を非侵襲的に解析できるという特徴をもつ．ラマンスペクトルには，測定対象の分子の種類，振動のモードがピークとして表れる．また、応力により分子間結合の強さが変化することで振動数が変化することから, ラマンシフトも変化する.先行研究ではブタ膝蓋骨から採取した関節軟骨試験片にラマンスペクトル解析を行い，力学的負荷に対する膝関節軟骨のラマンスペクトル応答について調査した．その結果より，軟骨を構成する成分についてラマンシフト変化の傾向を確認でき，軟骨組織の力学的評価法としての有効性を確認することができた. 本研究では, 実際の臨床の形に近い軟骨表面から圧力を与えて，その際のラマンシフト変化の傾向を調査することを目的とした. ラマン分光装置内で圧縮負荷を段階的に与えられる装置を作製し, 調査を行った. また得られた結果から今まで明らかでなかった軟骨部位によるラマンシフト変化の違いを調査した. 大腿骨, 脛骨, 膝蓋骨部軟骨のラマンシフトについて調査した. その結果，その結果, 3つの部位全てで軟骨組織に含まれるプロリン,フェニルアラニン , ピラノースのラマンシフトに負荷圧縮状態に対する有意差が確認された. ラマンシフトから軟骨組織の力学状態を評価する可能性を確認することができた．
• マイクロ力学操作技術を用いた内皮細胞メカノトランスダクション機構の解明

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

  研究期間 : 2019年10月 -2022年03月 

  代表者 : 大橋 俊朗, 東藤 正浩, 山田 悟史

   

  細胞は周囲の力学環境に適応して自らの形態および機能を変化させることが知られている。これは細胞が力学刺激を感知・伝達し生化学的信号に変換しているためでありこの機構はメカノトランスダクションと呼ばれている。例えば、血管内皮細胞は血流に応答して血流方向に伸長・配向することから盛んに研究が行われてきたがメカノトランスダクション機構の全容は明らかではない。本申請課題の目的は，磁気ナノビーズ技術を高度に駆使して流れ刺激に対する内皮細胞の力学伝達経路の推定するものである。近年では、内皮細胞表面に突出する直径0.2ミクロン，長さ数ミクロン～十数ミクロン程度の線状のPrimary ciliumが力学刺激の感知に深く寄与していることが指摘されている。 以上の背景を下、磁気ナノビーズ技術およびマイクロフルイディクス技術により内皮細胞に力学刺激を負荷する部位を空間的に制御し、内皮細胞の流れ負荷応答のメカニズムを新しい視点で探求するものである。今年度は海外共同研究者のProf. Ibarraより提供された磁気ナノビーズ技術と研究代表者の大橋が有する細胞バイオメカニクス技術を融合させた。磁気ナノビースを細胞表面に付着させ外部磁場を負荷することにより細胞応答を計測した。細胞は有意な差は見られなかったが磁場の方向に伸長することが確認された。また、現在は磁気ナノビーズを人工細胞内に導入し生細胞と共培養する実験系に着手している。外部磁場を負荷することで人工細胞を駆動させることができるため細胞間力を任意に調整することが可能である。これにより細胞間の力学情報伝達経路を探求するものである。
• ＰＩＬＰ法による石灰化骨マトリックスのマルチスケールメカノ構造に関する研究

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 特別研究員奨励費

  研究期間 : 2017年11月 -2020年03月 

  代表者 : 東藤 正浩, ZHAO LEI

   

  微視的には骨は無機成分のミネラル結晶と有機成分のコラーゲン分子からなる複合構造である．特に，剛性・強度の高いアパタイト結晶は骨密度と密接な関係があり，上述の従来の骨強度推定手法の根拠となっている．このような微視構成成分に関わる「骨質」の重要性が指摘されている．そのためこれらの微視複合構造を模倣した人工骨材料の開発も試みられてはいるが，ミネラル結晶およびコラーゲン分子の力学的役割，特にその力学的相互作用については複雑かつ微細であり，可視化等による解明も困難であり，その詳細が未だ不明のため，実現には至っていない．近年，このような高分子マトリックスの石灰化を目的として，高分子誘導液体前駆体（PILP）プロセスが注目されている．本手法によれば，高分子マトリックス構造に由来した石灰化組織を簡便に生成することが可能となり，より生体骨に近い階層構造性を持ち，力学的機能を併せ持つバイオマテリアル開発に寄与するものと考えられる． 本研究では，PILPプロセスにより作製した石灰化骨様マテリアルについて，その構造特性と力学的特性の関係について明らかにすることを目的とした．ウシ皮質骨を脱灰することでコラーゲンマトリックスを作製し，PILP法により再石灰化を試みた．本試料に対し，まず受入研究員が考案しているＸ線回折手法によるアパタイト－コラーゲン複合構造の同時力学挙動解析を行う．骨組織は微視的にはアパタイトおよびコラーゲンから構成される複合材料である．そこでＸ線照射によりアパタイト結晶から得られる広角回折Ｘ線とコラーゲン分子鎖から得られる小角散乱Ｘ線を同時検出する測定系を考案する．また外的負荷時の両成分の力学挙動を測定することで，骨の微視構造特性とマクロな力学特性の関連性について調査した．
• 分子・結晶とマイクロ構造体の変形相互作用による骨組織強度特性

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(A)

  研究期間 : 2015年04月 -2019年03月 

  代表者 : 但野 茂, 横田 秀夫, 東藤 正浩, 高畑 雅彦, 藤崎 和弘, 山田 悟史

   

  骨組織の基本構造物質であるハイドロキシアパタイトとコラーゲンにおける分子・結晶レベルの荷重伝達・負荷応答を観察する手法を整理し、力学負荷に対する応答を明らかにした。また、これらの物質が高度に組織化されたマイクロ骨構造体と局所的な力学的特性を可視化する計測装置を開発し、力学解析に利用可能な3次元力学特性モデルを示した。組織レベル、マイクロ骨構造体、分子・結晶レベルの各階層間の力学的機能相互を効果的に評価する手法を整理し、骨組織における強度特性の発現機構を明らかにした。
• 超高分子量ヒアルロン酸の関節軟骨マトリクスに与える影響の機序の解明と制御

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(C)

  研究期間 : 2014年04月 -2017年03月 

  代表者 : 船越 忠直, 東藤 正浩, 岩崎 倫政, 小野寺 智洋

   

  変形性関節症に対する保存加療において用いられるヒアルロン酸製剤の分子量に依存する効果の違いについては不明な点が多い。ウサギ膝変形性関節症モデルを用いて異なる分子量（低分子量ヒアルロン酸(0.8 x 106 Da)および超高分子量ヒアルロン酸(6 x 106 Da）のヒアルロン酸がもつ軟骨保護作用について肉眼的、組織学的、生体力学的に検討した。超高分子量ヒアルロン酸は、優れた軟骨保護作用と低摩擦係数を示した。本研究結果により超高分子量ヒアルロン酸投与は軟骨表面の保護作用を有し、関節症性変化の進行抑制する可能性が示唆された。
• 関節リウマチ患者の骨質異常と脆弱性骨折リスク増加の病態

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(C)

  研究期間 : 2013年04月 -2016年03月 

  代表者 : 高畑 雅彦, 須田 廣美, 東藤 正浩, 網塚 憲生

   

  関節リウマチ（RA）患者の骨脆弱性と骨質異常の関連を手術時に採取した腸骨生検サンプルを用いて調査した. 慢性的にステロイド剤を投与されているRA長期罹患患者では閉経後骨粗鬆症患者と比較して有意に力学的強度が低下しており，脆弱性骨折の既往も多かった. 骨密度は二群間で有意差はなかったことから，対象症例における骨強度と靱性の低下は，骨微細構造の劣化や石灰化障害による骨質異常が原因であると考えられた．副次的な知見として，臨床骨折評価ツールであるFRAXスコアが，ステロイド剤を使用しているRA患者の骨折リスクの評価に有用であることが示された．
• ラマン分光法を利用した分子スケール構造解析に基づく関節軟骨力学機能評価法

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(C)

  研究期間 : 2013年04月 -2016年03月 

  代表者 : 東藤 正浩

   

  変形性関節症は過剰な力学的負荷が原因で発症する関節軟骨の退行性疾患であり，高齢者の日常活動性および生活の質を阻害する最も多い原因の一つである．高齢化が進む中で，この病態を十分に把握し，適切な診断を行うことが求められている．生体組織を解析する手法の一つとしてラマン分光法がある．本研究では，コラーゲン，プロテオグリカンなどの高分子化合物から構成される膝関節軟骨の力学特性評価法として，ラマン分光法を用いた．ウシ大腿骨から膝関節軟骨試験片を採取し，顕微レーザーラマン分光装置によりラマンスペクトル解析を行い，力学的負荷に対する膝関節軟骨のラマンスペクトルの応答について調査した．
• 関節リウマチ患者の骨質異常と脆弱性骨折リスク増加の病態

  文部科学省：科学研究費補助金(基盤研究(C))

  研究期間 : 2013年04月 -2016年03月 

  代表者 : 高畑雅彦
• オステオン構造の組成観察に基づいた骨折リスク低減法

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(C)

  研究期間 : 2012年04月 -2015年03月 

  代表者 : 藤崎 和弘, 横田 秀夫, 東藤 正浩

   

  当該年度は研究の準備段階として、各種観察・測定装置開発と、実験手法の確認を行った。[1]骨試料作成法の確立（藤崎：研究代表者・弘前大学）：骨試料として牛皮質骨を利用し、3×3×約30mmの力学試験用試験片を作製した。試料表面の仕上げ加工精度や、試料成形中の乾燥を抑制するため、湿潤下で精密な成形が可能な低速型切断機（ロースピードダイヤモンドホイールソー）を導入し、高精度な骨試験片成形を実現した。[2]骨組織用３次元内部構造観察システム開発（横田：研究分担者・理化学研究所、藤崎）：理化学研究所所有の硬組織対応型内部構造顕微鏡システム（RMSS-003）を利用し、骨組織内部の３次元構造観察を実施した。RMSS-003はシリアルセクショニング観察法に基づいており、試験片のスライスと表面の顕微鏡観察を自動的に繰り返す３次元観察システムである。このシステムを骨組織に適用し、加工時の割れ発生や組織組成の破壊を防ぐための最適な加工条件、ならびに、組織内欠陥を明確に特定するための観察条件を決定した。実際にマウスの皮質骨試験片を多断面にわたってスライス観察し、血管や微小孔といったオステオン構造の観察を実現した。[3]破壊試験機開発（東藤：研究分担者・北海道大学、藤崎）：骨組織弾性率測定用の４点曲げ試験治具を作製し、一般的な材料試験機上で牛皮質骨異方性弾性率および、破断荷重の測定を実施した。また、破壊じん性値を測定するため、シャルピー型の小型衝撃試験装置を開発し、高分子材料ならびに牛皮質骨試験片の破壊試験を行った。上記[1]、[3]に関連する成果を国内学会にて報告した。
• 高次骨機能診断を目指したX線回折による有機・無機複合ナノ構造の力学解析法

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 若手研究(B)

  研究期間 : 2011年 -2012年 

  代表者 : 東藤 正浩

   

  本研究では,新しい骨機能診断手法の開発を目的として,有機・無機複合ナノ構造の力学解析を行った.まず,X線回折によりアパタイト/コラーゲンからなる骨複合構造の力学解析を行った.骨組織に放射光を照射することでアパタイト結晶ならびにコラーゲン分子の両方の構造情報を含む回折光が同時に得られ,この情報から外的負荷に対する両者のふるまいを可視化し,骨アパタイト結晶およびコラーゲン分子の力学的役割を明らかにした.またその複合構造モデルとしての知見に基づき,新たな骨質評価手法としてのラマン分光法の有用性を検証するため,骨ラマンスペクトルから力学解析を行った.その結果,力学的負荷に対するラマン散乱の特性は,骨の構造異方性や加齢といった特性によって変化することが確認され,ラマン分光法が骨質評価手法として有用性を明らかにした.
• 骨コラーゲン/アパタイト複合構造に基づくラマンイメージングによる骨機能診断法

  豊田理化学研究所：豊田理研スカラー

  研究期間 : 2012年 

  代表者 : 東藤 正浩
• 関節疾患治療のための新規注射剤の実用化研究

  科学技術振興機構：研究成果展開事業研究成果最適展開支援プログラム（A-STEP）育成研究

  研究期間 : 2009年 -2011年 

  代表者 : 岩崎 倫政

   

  現在、外傷性関節軟骨欠損や変形性関節症などの関節疾患において治療に用いられるヒアルロン酸製剤は動物由来製剤が主流であり、安全のための精製にコストがかかる等の欠点がある。また、最も有効な治療法は人工関節置換術であるが、それは安定したものである反面、高コスト、置換物のゆるみ、感染症など問題が存在している。代表研究者等は、幹細胞を活性化する基材として植物由来の新規マテリアルを用いて、軟骨損傷部に集まる骨髄間葉系幹細胞の活性化による軟骨再生を実現している。既に大型動物での研究で軟骨再生治療の確証を得ており、軟骨修復・再生の作用機序を検証し、実用化を目指す。本成果により介護、QOLへの貢献も大きく期待される。
• 個別筋活動電位非侵襲同時計測技術の開発

  科学技術振興機構：研究成果展開事業研究成果最適展開支援プログラム（A-STEP）フィージビリティステージ・シーズ顕在化タイプ

  研究期間 : 2011年 

  代表者 : 原田 証英
• 階層的複合構造特性に基づいた生体内骨組織応力検出法

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(A)

  研究期間 : 2007年 -2010年 

  代表者 : 但野 茂, 佐々木 直樹, 白土 博樹, 古坂 道弘, 東藤 正浩, 藤崎 和弘

   

  骨組織は、無機質成分のハイドロキシアパタイト(HAp)結晶やコラーゲン分子のナノレベルから、皮質骨、海綿骨といった組織構造のマクロレベルまで非常に複雑な階層構造を示す。本研究では、ナノレベルのHAp結晶変形からマクロな骨組織レベルの応力検出手法を考案した。負荷時による階層構造特性の実験手法を提案し、その特徴を表示する階層構造パラメータを整理した。さらに、生体内計測を想定した残留応力計測法を開発し、無負荷でも骨組織には各部位によって特徴的な残留応力が生じていることを示した。
• X線回折を利用した生体骨のマルチスケール力学応答解析とリモデリングモデルへの応用

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 若手研究(B)

  研究期間 : 2006年 -2007年 

  代表者 : 東藤 正浩

   

  本研究では,X線回折を利用した生体骨の微視構造解析と,マクロスケールにおける生体骨の構造・力学特性を組み合わせたマルチスケール複合構造の力学挙動解析手法を提案し,得られた生体骨のマルチスケール複合則を考慮したリモデリングシミュレーションへの応用を目的とする.平成19年度では,以下の研究成果が得られた.1.骨組織の力学特性に及ぼすアパタイト-コラーゲン成分の影響微視的には無機質のアパタイトと有機質のコラーゲンからなる複合構造である骨組織では,これらの構造および力学特性が組織の巨視的な力学特性を決定する要因となっている.本研究では,脱灰処理によるアパタイト含有率の変化や,加熱によるコラーゲンの変性によって,それぞれ組織の弾性率,強度,破壊エネルギーに影響を与えることを確認し,巨視的力学特性における微視構造要素の役割を明らかにした.2.X線回折を用いた骨組織内残留応力測定骨組織は力学的環境に適応し,構造と形状を再構築するリモデリング機能を有する.その力学的要因に応力がある.この応力は骨組織内に留まる一種の残留応力と考えられる,そこでアパタイト-コラーゲンからなる骨の微視構造に着目し,X線回折により測定されるアパタイト結晶格子ひずみから残留応力の推定を行った.3.骨の微視構造を考慮した複合構造モデリングへの応用上記の力学応答特性ならびに残留応力発生メカニズムの解明への応用を目指し,アパタイト-コラーゲン要素からなる骨組織モデルを構築した.また得られた実験的データをもとに有限要素シミュレーションにより微視的な構造パラメータを同定し骨の階層構造モデリングが可能となった.
• 骨のマイクロ・ナノ構造とマイクロサーキュレーションの統合解析とモデリング

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 特定領域研究

  研究期間 : 2003年 -2006年 

  代表者 : 田中 正夫, 松本 健志, 東藤 正浩

   

  骨の構造形態は微視的な骨単位や骨梁などにより構築され,脈管路血管系などのマイクロサーキュレーションが存在する.骨は支持構造であると同時に循環系構造でもあるが,両者の関連については不明な点が多い.そこで本研究では,骨の微視的な構造形態とその力学的機能,循環機能についての関連について解析することを目指した.放射光X線マイクロCT撮影像により皮質骨内部に存在する脈管路ネットワークのマイクロストラクチャ解析を実施した.マイクロ・ナノスケールにおける皮質骨基質と海綿骨骨梁の力学的特性と材料特性との相関解析を行った.廃用による力学負荷環境変化に対するこれらの経時変化を評価した.さらに,骨膜血管における血流計測法の開発に取り組んだ.また,骨マイクロストラクチャの形態モデルに基づき,骨における生理物質輸送モデリングを行った.脈管路ネットワークのマイクロストラクチャ解析により,成長期における脈管路ネットワーク構造は二相性の変化を示し,廃用による力学負荷の低減によりその構造は希薄化することが明らかとなった.X線回折強度解析と微小硬さ試験により,海綿骨のマクロな異方性は,骨梁の配向性による構造特性のみならず,配向に依存した骨梁の力学特性とハイドロキシアパタイト量にも依存することが示された.微小押し込み試験とフーリエ変換赤外分光顕微鏡法解析とを組合せることで成長期ラット脛骨皮質骨における微細スケールでの弾性特性並びに材料組成の関連性を明らかにした.骨における脈管路ネットワーク構造のボクセルモデルを用い,骨細胞系の活動を維持調節する生理物質供給の脈管路内血管における移流拡散と均質化骨基質における拡散の連成現象解析モデルを提出した.
• X線回折による骨組織のマルチスケール構造解析と力学特性の解明

  秋山記念生命科学振興財団：奨励研究

  研究期間 : 2006年 

  代表者 : 東藤 正浩
• 生体骨構造のマルチスケール性を考慮したりモデリングメカニズムに関する研究

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 若手研究(B)

  研究期間 : 2005年 -2005年 

  代表者 : 東藤 正浩

   

  本研究では,骨組織の微視的構造・力学解析に基づき,マルチスケール性を考慮した再構築メカニズムを明らかにすることを目的とし,以下の研究成果が得られた.1.アパタイト-コラーゲン構造を考慮した微視的骨組織複合構造モデルの構築骨組織のアパタイト-コラーゲン微視構造に着目し,アパタイト要素とコラーゲン要素からなる骨組織有限要素モデルを構築した.有限要素法により骨組織の巨視的な力学特性を再現する微視的な構造パラメータを同定し,骨組織の有限要素モデルを用いた力学シミュレーションにより骨組織の巨視的なひずみと内在する微視的なひずみ分布の関係を明らかにした.2.X線回折による骨組織内微視ひずみの実験的観察骨組織のコラーゲン-アパタイト構造に着目し,X線回折により外的負荷に対するコラーゲンおよびアパタイトの力学的応答を観察した。また結晶配向性および結晶化度から推定される微視的構造特性に着目し,構造特性と力学特性の関係についても明らかにした.3.脊椎孔構造周辺部における骨組織の微視的最適構造ウシ腰椎の孔構造周辺部における骨組織の微視的な構造特性を明らかにし,孔構造周辺部における骨組織の構造最適性について検討した.微視的には骨組織は無機質のアパタイトと有機質のコラーゲンからなり,コラーゲンとアパタイト結晶の配向方向には深い関係がある.そこで孔構造周辺部でのアパタイトの結晶化度と結晶配向性をX線回折により測定し,微視的な構造特性を明らかにし,巨視的な孔形状と微視的な構造・力学特性の関係から骨組織の最適構造性について考察した.
• 患者別計算バイオメカニクスによる顎関節システムの機能評価と顎関節症診断・治療計画

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(B)

  研究期間 : 2002年 -2004年 

  代表者 : 田中 正夫, 田中 栄二, 東藤 正浩

   

  異なる開口状態におけるMRI撮影像より,下顎窩に対する下顎頭の相対運動軌跡を生成し,正常顎関節および関節円板前方転移顎関節の開口運動時における関節円板並びに後方結合組織の応力状態の特徴を明らかにした.関節および関節円板接触面における摩擦特性を定量的に評価するために,振り子型摩擦試験器を制作し,動物顎関節を用いてインビトロの摩擦係数を評価した.また,摩擦係数の変化が開口運動時における関節内軟組織応力状態に及ぼす影響を解析した.MRI像から生成される下顎頭軌跡を参照した変動軌跡と顎関節内応力状態への影響を解析し,復位性円板前方転移顎関節においてはその影響が大きいことが明らかとなった.開口位での下顎位置の下方変動,ならびに閉口位での下顎頭位置の回転を伴う下方変動が,非復位性円板前方転移顎関節において,開口運動中の関節円板の復位に寄与する可能性を示した.顎関節の個体別有限要素モデルに,下顎頭に連なる下顎骨と下顎窩に連なる頭蓋骨を剛な骨組み構造により組み合わせた拡大モデルを用い,下顎骨と頭蓋骨にまたがる咬合筋による噛み締め解析を行い,軟組織の粘弾性が関節内応力状態に及ぼす影響解析へと計算解析を拡張する方法を示した.個体別モデルに基づく計算バイオメカニクス解析におけるパラメータスタディにより,顎関節のMRI像など医療画像と計算解析結果との対比による顎関節コンポーネントの弾性係数など力学特性の同定は顎関節症診断への,顎関節軟組織の力学状態を改変するための顎運動軌跡の検討は顎関節症治療計画への展開可能性を示した.
• マルチスケール複合材料としての骨組織の力学的挙動解析と構成モデルに関する研究

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 萌芽研究

  研究期間 : 2002年 -2003年 

  代表者 : 田中 正夫, 東藤 正浩

   

  本年度は,以下の項目について研究した.1.骨梁のX線回折試験:牛大腿骨頭より採取した体幹方向軸,内外側方向軸,前後方向軸に配向する骨梁について,X線回折試験を行い,骨の無機成分であるハイドロキシアパタイト量の指標として回折強度を計測した.回折強度は前後軸方向に配向する骨梁において低く,骨梁の配向方向により異なる可能性が示唆された.2.骨梁の微小かたさ試験:前年度と同様の方法により,前項1で使用した骨梁について微小ビッカース硬さ試験を行い,骨梁硬さとX線回折強度との関連について検討した結果,両者の間の相関関係を観察した.前年度の構造特性試験並びに曲げ試験の知見を含め,海綿骨骨梁構造のマルチスケールの力学特性をマルチスケールでとらえる方向性を確認した.3.皮質骨マルチスケールモデリング:マウス脛腓骨骨幹部のシンクロトロン断層像から,皮質骨内血管網を含むハバース管・フォルクマン管系構造を表現し,かつ骨単位系を考慮する3次元ボクセルモデリングを行った.これに基づく計算力学解析により,皮質骨の階層的微細構造とその結果としての力学的異方性へのマルチスケール解析の端緒を確認した.
• 成長残留応力による生体骨骨梁構造の微視的リモデリングメカニズムに関する研究

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 若手研究(B)

  研究期間 : 2001年 -2002年 

  代表者 : 東藤 正浩

   

  本研究「成長残留応力による生体骨骨梁構造の微視的リモデリングメカニズムに関する研究」では,骨梁内残留応力の測定による微視的再構築モデルの実験的立証を目的とする.平成14年度では,リモデリングに伴う海綿骨の階層構造性とその工学的応用の可能性について評価した.その結果,海綿骨骨梁の弾性特性と配向性からみた海綿骨の力学特性,双線形可変剛性を有する連続体構造設計について,以下の研究成果が得られた.1.海綿骨骨梁の弾性特性と配向性からみた海綿骨の力学特性海綿骨は,骨梁が作る網目状構造により構成され,海綿骨の力学特性はその形態と骨梁個々の弾性特性,配向性に依存する.階層構造を有する骨の力学特性を理解するうえで,異なるスケールでの特性を結びつけることは重要である.そこで,骨梁の配向性と個々の骨梁についての力学試験から得られる弾性特性に基づき,海綿骨の力学的特性について評価した.海綿骨の力学特性は材料試験機による力学試験により,形態特性はマイクロX線CT画像による特徴量解析により評価した.一方,骨梁の弾性特性は微小三点曲げ装置にて行った.その結果,海綿骨の階層構造性を理解するには,素材と構造の両面からの検討が必要であることがわかった.2.双線形可変剛性を有する連続体構造設計変形に伴う構造物の位相変化とそれによる構造特性の変化に着目し,それぞれの構造位相ごとに指定剛性値をもつ双線形可変剛性構造を提案した.構造位相を荷重係数で,剛性を平均コンプライアンスで記述し,構造位相変化時の荷重係数および位相変化前後の平均コンプライアンスを制約とする位相決定問題,形状決定問題を体積最小化問題として定式化した.この位相および形状決定の二段階法による双線形可変剛性構造設計の可能性を,引張あるいは圧縮荷重領域で剛性が変化する設計例を通じて確認し,その有効性を示した.
• 顎関節システムの患者個体別計算バイオメカニクスと顎関節症診断への応用

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(C)

  研究期間 : 2000年 -2001年 

  代表者 : 田中 正夫, 田中 栄二, 東藤 正浩

   

  1.診察時に撮影可能な限られたMRI断層撮影像から,顎関節コンポーネントのサーフェースモデルを構築し,各コンポーネントの有限要素参照モデルに基づく,顎関節の患者個体別有限要素モデルを構築する基本的方法論と,臨床サイドでの利用を目指したモデリングシステムを示した.2.開口ならびに閉口時のMRI断層像における下顎頭コンポーネント位置より,下顎頭の典型的な運動経路を決定し,顎関節力学状態の計算バイオメカニクス解析のための基本的な負荷条件を決定する手順を確立した.3.関節円板の一時的な前方への移動を伴う開口運動時には,正常な顎関節では関節円板の内外側,とくに前方内側に高応力域が見られた.これに対して,円板前方転位顎関節では,元来関節円板が位置すべきところの結合組織が相対的に高い応力を示し,この部位で観察される結合組織の硝子化は,このような力学的機能分担の変化に対応するものである可能性を示唆した.4.円板前方転位顎関節では骨コンポーネントと関節円板の空間的は位置だけでなく,軟組織における応力再配分及び下顎骨運動に伴う円板の移動が大きく異なる.さらにそのふるまいは,関節円板の力学特性だけでなく,円板後方結合組織の力学特性に強く依存し,これまで知見の少ない結合組織の力学試験の重要性を示した.5.個体別モデリングによる解析の結果,正常顎関節においては,開口運動に伴う関節円板の前方への移動は関節円板の力学特性に依存することが明らかとなった.これに対して,関節円板が前方に転位した顎関節においては,開口運動に伴う円板の前方への移動は,パーマネントに前方転位した円板の後方結合組織の力学特性に依存した.これにより,開口運動による関節円板の前方への移動を,MRI観察と計算生体バイオメカニクス解析の両者から考察することで,関節円板あるいは円板後方結合組織の力学特性を推察することの可能性を示した.
• 生体骨の力学適応現象の解明と材料構造の最適設計への応用(階層構造性に着目して)

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(C)

  研究期間 : 1998年 -1999年 

  代表者 : 田中 正夫, 東藤 正浩

   

  海綿骨の格子連続体モデルと力学適応による構造最適性,海綿骨骨梁構造の構造特性と力学特性,骨梁格子における残留応力,内部構造設計による構造体と材料構造の最適設計について以下の成果を得た.1.海綿骨の連続体モデルとして格子連続体の利用を提案し,その単位セルの構造パラメータと構造特性の関係を導出し,海綿骨の力学モデルとして基本特性を明らかにした.2.力学適応現象の結果達成されている海綿骨骨梁系の力学的適合特性に着目し,格子構造パラメータの速度式を,直交格子連続体における局所の力学状態に基づいて記述し,力学再構築の現象論的な構成関係を構築した.3.骨梁構造において個々の骨梁が直交するわけではないので,海綿骨の格子モデルを斜交格子へと一般化し,海綿骨の力学特性試験と構造の画像解析による特徴量と,格子構造パラメータとの関連について考察した.4.海綿骨骨梁の構造最適性理解に深く関係している残留応力の存在を,逐次骨梁切断試験により確認すると共に,格子構造モデルに基づく残留応力推定を行った.5.骨の内部構造は,負荷状態に適合した形態をとる.これを参照した構造設計として,負荷の大きさに応じて構造特性が変化する可変剛性設計問題を,内部構造設計問題として取り扱う枠組みを示した.6.内部構造に着目する枠組みの展開として,連続体としての巨視的弾性特性を負荷の大きさに適合して可変とする材料構造の最適設計問題を定式化し,内部構造設計による取り扱い方法を開発した.

教育活動情報

主要な担当授業

大学運営

委員歴

• 2024年02月 - 現在   日本機械学会   フェロー
• 2023年09月 - 現在   日本臨床バイオメカニクス学会   将来構想委員
• 2020年04月 - 現在   日本材料学会   北海道支部支部長
• 2017年05月 - 現在   日本機械学会   材料力学部門M&M2017材料力学カンファレンス実行委員会委員
• 2016年10月 - 現在   日本臨床バイオメカニクス学会   評議員
• 2015年04月 - 現在   日本材料学会   北海道支部常議員
• 2015年04月 - 現在   日本機械学会   日本機械学会論文集編集委員会委員（Associate Editor）
• 2015年04月 - 現在   日本機械学会   Mechanical Engineering Journal編集委員会委員（Associate Editor）
• 2015年04月 - 現在   日本機械学会   Mechanical Engineering Letters編集委員会委員（Associate Editor）
• 2014年04月 - 現在   日本機械学会   バイオエンジニアリング部門国際ジャーナル編集委員会委員（JBSE Associate Editor）
• 2013年 - 現在   日本材料学会   X線材料強度部門委員会委員
• 2011年 - 現在   北海道骨粗鬆症研究会   評議員
• 2021年04月 - 2021年09月   日本機械学会   第34回計算力学講演会実行委員会委員
• 2020年02月 - 2020年02月   北海道骨粗鬆症研究会   第32回学術集会会長
• 2019年12月 - 2019年12月   日本セラミックス協会   第23回生体関連セラミックス討論会実行委員会委員
• 2017年10月 - 2017年10月   国際協力機構   アセアン工学系高等教育ネットワークプロジェクト(フェーズ3)運営指導調査調査団団員
• 2016年04月 - 2017年03月   日本機械学会   バイオエンジニアリング部門バイオフロンティア講演会実行委員会幹事
• 2016年03月 - 2017年03月   日本機械学会   北海道支部第57期商議員
• 2016年03月 - 2017年03月   日本機械学会   北海道支部第57期庶務幹事
• 2016年02月 - 2017年03月   日本機械学会   第12回最適化シンポジウム2016実行委員会委員
• 2015年04月 - 2017年03月   日本機械学会   医工学テクノロジー推進会議運営委員会委員
• 2015年04月 - 2017年03月   日本機械学会   バイオエンジニアリング部門運営委員会委員
• 2015年04月 - 2017年03月   日本機械学会   バイオエンジニアリング部門企画委員会幹事
• 2010年05月 - 2015年03月   日本バイオレオロジー学会   評議員
• 2014年 - 2015年   International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2015   Scientific Committee Member
• 2014年 - 2015年   8th Asian-Pacific Conference on Biomechanics   Local Committee Member
• 2014年 - 2015年   日本機械学会   2015年度年次大会実行委員会委員
• 2009年04月 - 2012年03月   日本機械学会   バイオエンジニアリング部門運営委員会委員   日本機械学会
• 2008年04月 - 2009年03月   日本機械学会   第86期バイオエンジニアリング部門部門講演会組織委員会幹事
• 2008年07月 - 2009年02月   日本機械学会   北海道支部第49期材料・材料強度・加工懇話会主査
• 2007年 - 2009年   日本生体医工学会   専門別研究会バイオメカニクス研究会幹事
• 2009年   日本機械学会   M&M2009材料力学カンファレンス実行委員会委員
• 2007年03月 - 2008年02月   日本機械学会   北海道支部第48期商議員
• 2007年03月 - 2008年02月   日本機械学会   北海道支部第48期会計幹事
• 2006年05月 - 2007年04月   日本機械学会   第84期メカライフ編修委員会コレスポンデント
• 2000年04月 - 2005年03月   日本機械学会   バイオエンジニアリング部門広報委員会委員   日本機械学会
• 2003年 - 2004年   1st Asian Pacific Conference on Biomechanics   Local Committee Member

社会貢献活動

• 北海道大学公開講座

  期間 : 2006年

  役割 : 講師

  主催者・発行元 : 北海道大学
• サイエンス・パートナーシップ・プログラム

  期間 : 2006年

  役割 : 講師

  主催者・発行元 : 北海道札幌啓成高等学校
• サイエンス・パートナーシップ・プログラム

  期間 : 2005年

  役割 : 講師

  主催者・発行元 : 北海道札幌西高等学校
• サイエンス・パートナーシップ・プログラム

  期間 : 2004年

  役割 : 講師

  主催者・発行元 : 北海道札幌西高等学校