液体窒素を用いた腫瘍処理骨再建術における処理骨周囲膜組織の機能解明

Research Project

Project/Area Number	21K09223
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 56020:Orthopedics-related
Research Institution	Kanazawa University
Principal Investigator	淺野陽平金沢大学, 附属病院, 医員 (10868194)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	土屋弘行金沢大学, 医学系, 名誉教授 (40227434) 山本憲男金沢大学, 医薬保健学総合研究科, 特任教授 (90332668)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000) Fiscal Year 2025: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000) Fiscal Year 2024: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000) Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000) Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000) Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords	液体窒素処理骨 / 悪性骨軟部腫瘍 / Induced membrane / 長管骨骨軟部腫瘍 / 液体窒素 / 腫瘍処理骨 / 再建
Outline of Research at the Start	本研究は，悪性骨軟部腫瘍に対する腫瘍切除後の欠損部に対する液体窒素処理骨を用いた再建において，処理骨の骨癒合を促進するために，処理骨周囲に形成される膜組織の機能解明を目的とする．動物実験においてラットの大腿骨に骨欠損を作成後，同部位に液体窒素処理した骨を留置し，処理骨表面に形成される膜組織を解析する．解析方法は，膜組織の病理組織学的検査と，膜内の骨形成関連因子の発現をリアルタイムPCR，ウェスタンブロッティングで調査する．その後，膜組織の移植モデルや，膜組織内への自家骨移植モデルなどを作製し，骨形成過程の画像評価を行い，処理骨の骨癒合促進または処理骨を用いた新たな再建方法の開発を目指す．
Outline of Annual Research Achievements	当該年度において，研究実施計画のうち膜組織の組織学的解析を重点的に実施した．本研究は，ラットを用いた動物実験である．実験方法として，まずラットの右大腿骨骨幹部に6mmの骨欠損を作成した後，欠損部に液体窒素で処理した切除骨とセメント（コントロール）を留置し，創外固定による固定後，2,4,6,8週時にスペーサー表面に形成された膜組織を採取する．採取した膜組織を用いて組織学的解析と，膜内での骨形成関連因子（BMP2，TGF-B1，VEGF）の発現解析を行っている．動物モデルの作製に関しては手技が習熟してきたが，術後の感染や創外固定のピンサイトでの骨折・ゆるみなどの合併症を2-3割に認めており，当初予定していたよりもモデル作製に難渋している．抗生剤の使用やプレドリリング後のスクリュー挿入などで合併症対策を行っている．実際に採取した膜組織に関しては，HE染色と免疫染色による病理組織学的解析とリアルタイムPCRによる骨形成関連因子の発現調査を継続して行っている．当該年度は，特に免疫染色を進めており，膜内での因子発現についての解析を行っている．液体窒素処理骨の周囲に形成される膜組織は，Masquelet法におけるInduced membraneと同様な組織学的構造（スペーサー表面側の密な細胞層と，その外側の線維組織からなる2層構造）を呈することが明らかになってきた．また，リアルタイムPCRと免疫染色では，途中経過ではあるものの，いずれの採取時期においても液体窒素処理骨周囲の膜組織で骨形成関連因子が高発現していることを確認している．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 実験開始当初は，モデル作製手技を確立することができず，実験計画よりも実際の進行状況はやや遅れていた．しかし，手技の習熟に伴い，モデル作製から膜の採取，解析の流れがスムーズになってきている．約2-3割に合併症によるモデル動物の途中脱落を認めているが，対策を講じることで実験計画とおおよそ同じ進行状況になっている．
Strategy for Future Research Activity	免疫染色とリアルタイムPCRの手技がまだ確立しておらず，結果が明らかな外れ値である場合を経験する．モデル作製と同様に，手技を習熟させることで妥当な結果を得ることができ，実験の進行を妨げることなく進められると考えている．