力学的ストレスが骨端軟骨の組織構造と骨化形態に及ぼす作用に関する研究

• Project/Area Number: 11877246
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Orthopaedic surgery
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 石井 朝夫 筑波大学, 臨床医学系, 講師 (70272193)
• Project Period (FY): 1999
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1999)
• Budget Amount: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 1999: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
• Keywords: Mechanical stress / Traction apophysis / Growth Plate / Bipolar physis / Leg lengthening / Rabbit / Tibial tuberosity

Research Abstract

【目的】 力学的ストレスが骨端軟骨の増殖と骨化形態に及ぼす影響を明らかにするため、家兎の近位脛骨骨端部を用い、人為的に骨端部にかかる力学的ストレスを変更し、骨端部軟骨の柱状構造の変化と骨化形態の変化を観察した。
【材料と方法】 妊娠ニュージーランド白色家兎を管理出産させ子家兎を用いた。生後2週で麻酔下に片側の大腿伸展筋群を切除した脱牽引群と、6羽の生後3週子家兎の片側大腿骨に小創外固定器をとりつけ脚延長を行ない過剰牽引群を作成した。脱牽引群は術後2・4・6・8週に各6羽ずつ安楽死させ、両脛骨を摘出し標本固定した。過剰牽引群は術後3週間、1日1mm延長し、延長終了後安楽死させ、両脛骨を摘出し標本固定した。両標本とも軟X線撮影ののち脱灰し正中矢状面の作成し、HE染色、サフラニンO染色により観察した。
【結果】 過剰牽引側では膝蓋靱帯停止部の副骨化核の後方に縦走するbipolar physis面の骨梁は幅広く成熟していたが、健側では辺縁粗造でbipolar physisの幅も広く比較的未熟であった。脛骨近位骨端軟骨板は、健側では前方にほど遠位に傾斜していたが、過剰牽引側では比較的水平化していた。脛骨結節の副骨化核の遠位は脛骨前方骨膜に移行しているが、過剰牽引側では骨膜骨化が進んでいた。脱牽引群では副骨化核は健側より更に未熟で、骨端軟骨板は更に前方傾斜し、副骨化核遠位の骨膜性骨化は更に遅れていた。
【結論】 両群の結果よりこれらの変化は脛骨結節部に負荷した持続的な牽引力の大きさにより発症したことは明らかであり、本動物モデルは、力学的ストレスが生体の形態形成に与える影響を組織学的に検討するための良い実験系になると考えた。