電気刺激による骨・軟部組織の廃用性変化防止の研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09671473
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 赤居 正美 東京大学, 医学部附属病院, 講師 (80143452)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 白崎 芳夫 工業技術院機械技術研究所, 主任研究官
• Keywords: 関節拘縮 / 骨・軟部組織 / 廃用性変化 / 物理的刺激 / 電気刺激 / 生体力学的解析

Research Abstract

本年(平成9年)度には、大腿骨・下腿骨を皮下に縫縮し、膝関節の屈曲拘縮を作製したラットの実験モデルを用い、以下の実験結果がまとめられた。
1,1週から10週までの経時的な拘縮変化をみた基本データを得た。(文献1)各週経過後に摘出した大腿骨と下腿骨を用いて力学的計測を行った。解析は、粘弾性測定装置を使った押し込み試験による強制振動応答法とし、膝関節周辺の関節軟骨面、軟骨下骨面における動的剛性、位相差を得た。
2,またDEXA式骨塩定量装置にて、大腿骨と下腿骨の骨幹部、骨幹端部に設定した関心領域での骨密度の経時的計測も行った。(文献1)
3,この動物モデルに対し、膝関節の内外側に設置した電極から20μA、50μAの直流定電流刺激を行い、関節包・靱帯などの軟部組織の拘縮変化軽減の効果を調べた。(文献2)また関節軟骨面に対する影響、骨幹端部の骨密度への効果も調べた。(文献5)
4,次に膝関節への40mW、60mW低出力レーザー照射を行い、関節軟骨面に対する影響、骨密度への効果も調べた。(文献4)これら一連の実験より、上記の物理的影響が膝関節拘縮の廃用性変化の防止、軽減に有効であることを示した。必要に応じて骨幹部での破断試験も併用した。(文献3)
5,現在、同様の動物モデルを用いて、軟骨下骨の組織的観察、電顕写真での骨梁解析、pQCTによる断面形状の計測を使って構造解析を計画中。これにより、材料特性としての弾性率などの算出も行う。
6,また膝関節への超音波照射による骨・軟骨に対する影響も検索中。

Research Products

• [Publications] Akai M: "Localized osteoarticular change due to immobilization ; Biomechanical test and bone densitometry in rat's hindlimb model." Arch Orthop Traum Surg. 117 (3). 129-132 (1997)
• [Publications] Akai M: "Electrical stimulation on joint contracture ; An experiment in rat model with direct current." Arch Phys Med Rehabil. 78 (4). 405-409 (1997)
• [Publications] 白崎 芳夫: "関節拘縮による骨の力学特性と骨密度の変化" 日本レオロジー学会誌. 25(3). 113-117 (1997)
• [Publications] Akai M: "Laser's effect on bone and cartilage change induced by joint immobilization ; An experiment with animal model." Lasers Surg Med. 21 (5). 480-484 (1997)
• [Publications] 赤居 正美: "電気刺激が関節固定による骨・軟骨変化に及ぼす影響;動物実験の力学特性・骨塩量計測から" リハビリテーション医学. 35(2). 93-99 (1998)