海綿骨の骨梁モルフォロジーと生体アパタイト結晶配向性を考慮したマルチスケール応力解析
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概要
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This paper presents the multi-scale stress analysis of trabecular bone by the homogenization method bridging nano-micro-macro scales. Three-dimensional microstructure of trabeculae is obtained by the X-ray CT and the imagebased modeling technique. Biological apatite (BAp) crystallite orientation is considered in the microstructure model by means of the anisotropic mechanical properties. The c-axis of BAp is set up as the maximum principal stress direction under the long term macroscopic stress condition. These properties are automatically assigned to each voxel element. To determine appropriately the microstructure model, the trabeculae morphology is analyzed and quantified as the trabecular density distribution. The proposed method is applied to pig's femur. It was revealed by the morphology analysis and homogenized macroscopic properties that the trabecular bone has plate-like characteristics. The predicted anisotropic level of the macroscopic properties was quantitatively coincident with the measured value by the X-ray diffraction analysis.
- 社団法人日本材料学会の論文
- 2006-09-15
著者
-
中野 貴由
大阪大学大学院工学研究科 マテリアル生産科学専攻
-
高野 直樹
立命館大学理工学部マイクロ機械システム工学科
-
高野 直樹
立命館大学 理工学部 マイクロ機械システム工学科
-
Nakano Takayoshi
Research Center For Ultra-high Voltage Electron Microscopy Osaka University
-
浅井 光輝
立命館大学マイクロ機械システム工学科
-
高野 直樹
慶應義塾大学理工学部機械工学科
-
中野 貴由
Div. Of Materials And Manufacturing Sci. Graduate School Of Engineering Osaka Univ.
-
河貝 光寛
立命館大学大学院
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