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Elucidation of the mechanism of intervertebral disc degeneration and Modic changes in spinal deformity

Research Project

Project/Area Number 21K09311
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 56020:Orthopedics-related
Research InstitutionSt. Marianna University School of Medicine

Principal Investigator

Akazawa Tsutomu  聖マリアンナ医科大学, 医学部, 教授 (90375808)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鈴木 崇根  千葉大学, 大学院医学研究院, 准教授 (30513072)
松浦 佑介  千葉大学, 医学部附属病院, 助教 (60638336)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords椎間板変性 / Modic変性 / Modic changes / 脊柱変形 / 側弯症 / Modic change
Outline of Research at the Start

超高齢社会の日本において要支援・要介護の原因の第1位は運動器障害である。これまでの調査で、成長期に発症した脊柱変形の患者は、成人期において椎間板変性や椎体終板の変性であるModic変性を発症する可能性が高いことを明らかにしており、脊柱変形が老後の健康寿命に与える影響は大きいと予測している。早期に脊柱変形を治療することが重要となるが、脊柱変形から椎間板変性やModic変性が発症する機序は明らかではなく、現時点で有効な予防法はない。脊柱変形において椎間板変性・Modic変性が起こるメカニズムを解明することを目的に研究をおこなう。

Outline of Final Research Achievements

In patients with spinal deformity who had a long postoperative course, the prevalence of intervertebral disc degeneration was 76.9%, and the prevalence of Modic changes was 66.7%. During the 7 years of middle age, disc degeneration progressed, and sagittal alignment worsened. Preserving no more than three mobile discs was a factor that worsened disc degeneration. Bone density and T-score in midlife for female patients with spinal deformity have significantly decreased over the past 7 years, and the larger the scoliosis of the main thoracic curve or lumbar curve, the lower the annual Z-score change. was. Structural analysis using the finite element method of deformed vertebrae showed that the pull-out strength was increased by 14% in the trajectory where the screw thread captured the outer cortical bone compared to the conventional trajectory.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

脊柱変形の脊椎固定術において可動椎間板を3椎間以上残しながら良好な矢状面アライメントとすれば、長期的な椎間板変性を予防することができる。脊柱変形手術のより大きな側弯変形を残さないことで、中年期以降の骨粗鬆症の予防につながる。変形脊椎において通常軌道にこだわらず、より皮質骨を捉える軌道でスクリュー刺入ができれば引き抜き強度を上げることが可能となる。これらは新たな脊柱変形矯正手技を開発できる可能性があることを示唆している。椎間板変性・Modic変性、骨強度と脊椎配列異常の関連性を解明したことで、脊柱変形患者の健康を長期的に維持する新たな矯正手術の開発へと繋げることができる。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 2 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] Long-term changes in bone mineral density following adolescent idiopathic scoliosis surgery: a minimum 34-year follow-up2023

    • Author(s)
      Akazawa Tsutomu、Kotani Toshiaki、Sakuma Tsuyoshi、Iijima Yasushi、Torii Yoshiaki、Ueno Jun、Yoshida Atsuhiro、Eguchi Yawara、Inage Kazuhide、Matsuura Yusuke、Suzuki Takane、Niki Hisateru、Ohtori Seiji、Minami Shohei
    • Journal Title

      European Journal of Orthopaedic Surgery and Traumatology

      Volume: 34 Issue: 1 Pages: 425-431

    • DOI

      10.1007/s00590-023-03678-9

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Learning curves for robotic-assisted spine surgery: an analysis of the time taken for screw insertion, robot setting, registration, and fluoroscopy2023

    • Author(s)
      Akazawa Tsutomu、Torii Yoshiaki、Ueno Jun、Umehara Tasuku、Iinuma Masahiro、Yoshida Atsuhiro、Tomochika Ken、Ohtori Seiji、Niki Hisateru
    • Journal Title

      European Journal of Orthopaedic Surgery and Traumatology

      Volume: 34 Issue: 1 Pages: 127-134

    • DOI

      10.1007/s00590-023-03630-x

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Comparison of Radiographic and Patient-Reported Outcomes After Surgery in Adolescent Idiopathic Scoliosis Between Robotics and Navigation: An Analysis Using Propensity Score Matching2023

    • Author(s)
      Akazawa Tsutomu、Torii Yoshiaki、Ueno Jun、Iinuma Masahiro、Yoshida Atsuhiro、Tomochika Ken、Hideshima Takahiro、Ohtori Seiji、Niki Hisateru
    • Journal Title

      Cureus

      Volume: 15

    • DOI

      10.7759/cureus.49061

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Health-Related Quality of Life of Patients With Adolescent Idiopathic Scoliosis at Least 40 Years After Surgery.2023

    • Author(s)
      Akazawa T, Kotani T, Sakuma T, Iijima Y, Torii Y, Ueno J, Umehara T, Iinuma M, Yoshida A, Tomochika K, Orita S, Eguchi Y, Inage K, Shiga Y, Nakamura J, Matsuura Y, Suzuki T, Niki H, Ohtori S, Minami S.
    • Journal Title

      Spine (Phila Pa 1976)

      Volume: 48 Issue: 7 Pages: 501-506

    • DOI

      10.1097/brs.0000000000004545

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Impact of the COVID-19 Pandemic on Middle-Aged and Older Patients With Adolescent Idiopathic Scoliosis Who Underwent Spinal Fusion: A Questionnaire-Based Survey.2023

    • Author(s)
      Akazawa T, Kotani T, Sakuma T, Iijima Y, Torii Y, Ueno J, Yoshida A, Niki H, Ohtori S, Minami S.
    • Journal Title

      Cureus.

      Volume: 15

    • DOI

      10.7759/cureus.34370

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Accuracy of computer-assisted pedicle screw placement for adolescent idiopathic scoliosis: a comparison between robotics and navigation.2023

    • Author(s)
      Akazawa T, Torii Y, Ueno J, Umehara T, Iinuma M, Yoshida A, Tomochika K, Ohtori S, Niki H.
    • Journal Title

      Eur Spine J.

      Volume: 32 Issue: 2 Pages: 651-658

    • DOI

      10.1007/s00586-022-07502-6

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 術後40年以上経過した思春期特発性側弯症患者の健康関連QOLの変化2023

    • Author(s)
      赤澤努, 小谷俊明, 佐久間毅, 飯島靖, 鳥居良昭, 上野純, 飯沼雅央, 吉田篤弘, 仁木久照, 大鳥精司, 南昌平
    • Organizer
      第52回日本脊椎脊髄病学会学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 術後34年以上経過した思春期特発性側弯症女性患者の骨粗鬆症:中年期における骨密度変化2023

    • Author(s)
      赤澤努, 小谷俊明, 佐久間毅, 飯島靖, 鳥居良昭, 上野純, 吉田篤弘, 友近顕, 仁木久照, 大鳥精司, 南昌平
    • Organizer
      第38回日本整形外科学会基礎学術集会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 手術後に中高年期に達した思春期特発性側弯症患者の椎間板変性:手術後40年のMRI評価2023

    • Author(s)
      赤澤努, 小谷俊明, 佐久間毅, 飯島靖, 鳥居良昭, 上野純, 吉田篤弘, 友近顕, 仁木久照, 稲毛一秀, 大鳥精司, 南昌平
    • Organizer
      第57回日本側彎症学会学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 思春期特発性側弯症において脊椎手術支援ロボットによる椎弓根スクリューが逸脱する要因:ロボットで狭い椎弓根に挑戦すべきか?2022

    • Author(s)
      赤澤努, 鳥居良昭, 上野純, 飯沼雅央, 吉田篤弘, 大鳥精司, 仁木久照
    • Organizer
      第51回日本脊椎脊髄病学会学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 思春期特発性側弯症における脊椎手術支援ロボットによる椎弓根スクリュー設置の正確性:従来型ナビゲーションとの比較2022

    • Author(s)
      赤澤努, 鳥居良昭, 上野純, 飯沼雅央, 吉田篤弘, 大鳥精司, 仁木久照
    • Organizer
      第95回日本整形外科学会学術総会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 術後40年以上経過した思春期特発性側弯症患者の健康関連QOL2022

    • Author(s)
      赤澤努, 小谷俊明, 佐久間毅, 飯島靖, 鳥居良昭, 上野純, 梅原亮, 飯沼雅央, 吉田篤弘, 友近顕, 仁木久照, 稲毛一秀, 大鳥精司, 南昌平
    • Organizer
      第56回日本側弯症学会学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ロボット支援による椎弓根スクリュー設置の正確性に影響する要因は、リファレンスフレームからの距離でなく狭い椎弓根である2022

    • Author(s)
      赤澤努, 鳥居良昭, 上野純, 飯沼雅央, 吉田篤弘, 梅原亮, 友近顕, 大鳥精司, 仁木久照
    • Organizer
      第37回日本整形外科学会基礎学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 思春期特発性側弯症におけるロボット支援脊椎手術:術前CTナビゲーションと比較した椎弓根スクリューが逸脱する要因2022

    • Author(s)
      赤澤努, 鳥居良昭, 上野純, 梅原亮, 飯沼雅央, 吉田篤弘, 友近顕, 大鳥精司, 仁木久照
    • Organizer
      第31回日本脊椎インストゥルメンテーション学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 思春期特発性側弯症において胸椎フラットバックは術後の腰椎椎間板変性に関連する2021

    • Author(s)
      赤澤努, 小谷俊明, 佐久間毅, 中山敬太, 飯島靖, 鳥居良昭, 上野純, 飯沼雅央, 吉田篤弘, 大鳥精司, 仁木久照
    • Organizer
      第94回日本整形外科学会学術総会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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