骨質劣化マーカーを基軸としたインプラント術前診断の分子医学的イノベーション

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K11170
• Research Institution: Kyushu Dental College
• Principal Investigator: 正木 千尋 九州歯科大学, 歯学部, 准教授 (60397940)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 近藤 祐介 九州歯科大学, 歯学部, 助教 (00611287) ; 向坊 太郎 九州歯科大学, 歯学部, 助教 (50635117) ; 細川 隆司 九州歯科大学, 歯学部, 教授 (60211546)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: コラーゲン架橋 / ナノインデンテーション / 骨質

Outline of Annual Research Achievements

コラーゲン架橋は形成機序や機能の違いにより、生理的架橋と非生理的架橋に分類される。非生理的架橋は老化や糖尿病、腎障害の病態にも関わりのあるadvanced glycation end products (AGEs)と呼ばれているものがある。そこで本研究では実験的にAGEs架橋の増加がみられる高ホモシステイン血漿動物モデルを用いて非生理的コラーゲン架橋が骨の脆性破壊強度に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。28年度は27年度と同様に17-18週齢ニュージーランド白色種雌性ウサギを用いて、高ホモシステイン血症モデルを作製後、下顎骨の脆性破壊強度の検討を行った。大腿骨とは違い、試料が小さく3点曲げ試験を用いることができないため、ナノインデンテーション試験を用いて評価を行った。三角錐状のダイヤモンドの微小圧子を用いて皮質骨表面で荷重-除荷試験を行い、ナノスケールの圧痕から準静的に硬さと弾性係数を評価した。すなわち、荷重により塑性変形をさせ、荷重と圧痕面積から硬さを求め、除荷することで弾性変形をみて除荷曲線の傾き（S）から弾性係数を求めた。最大荷重500μNを周期的に皮質骨に対して加えることで、骨の硬さを比較したところ、高メチオニン食群の方が通常食群に比べて貯蔵弾性率が低い傾向を示した．また，インデントを200nmの深さで変位をコントロールして圧子に生じる応力の減少を測定した結果、高メチオニン食群のほうが通常食群に比べて応力の低下を示した．名のインデンテーションの静的試験では高メチオニン食群の方が、コントロール群よりも応力の低下を示したことから、非酵素的コラーゲン架橋が増加したことにより，骨の物性が変化し，微小破壊（マイクロクラック）が生じやすくなり、コントロール側の骨に比べてインデンテーションにより変形が生じたため、応力の低下を示した可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

顎骨でのナノインデンテーションの条件決めに時間がかかったものの、ある程度規格性をもって測定可能であった。

Strategy for Future Research Activity

今後、ラマン分光計による測定を行うとともに、ヒトデータの解析も行う予定である。