2019 Fiscal Year Annual Research Report
骨組織の力学的反応性を調節するプレコンディショニング磁場刺激の役割
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17H02181
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| Research Institution | National Institute of Fitness and Sports in Kanoya |
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Principal Investigator |
田巻 弘之 鹿屋体育大学, スポーツ生命科学系, 教授 (40253926)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
與谷 謙吾 鹿屋体育大学, スポーツ生命科学系, 准教授 (10581142)
山本 智章 新潟医療福祉大学, その他部局等, ロコモティブ症候群予防研究センター副センター長 (30445902)
桐本 光 広島大学, 医系科学研究科(保), 教授 (40406260)
石道 峰典 大阪工業大学, 工学部, 講師 (80737536)
大西 秀明 新潟医療福祉大学, リハビリテーション学部, 教授 (90339953)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 骨 / 磁場刺激 / 強度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
不動により骨量、骨強度は低下するが、電気刺激誘発性筋収縮力の処方とコンディショニング磁場刺激処方の効果について、高齢期の骨を対象に機能的評価を行った。骨の機能的評価として骨強度に着目し、3点曲げによる骨破断強度試験を脛骨を対象に実施した。評価項目は、peak load, 破断点強度、破断点ストローク、stiffness、elastic modulus、最大エネルギーなどを測定し、力学的特徴について検討した。その結果、骨強度（peak load）、stiffness等は下肢不動により低下した。これに４種類のネオジム磁石を用いて83～381mT相当の磁場刺激を処方したが、いずれの磁場強度でも骨強度低下を軽減する有意な効果はみられなかった。一方、電気刺激誘発性筋収縮処方に先立ってコンディショニング磁場刺激を同強度で行った場合、peak loadやstiffness等において磁場強度159-287mTにおいて骨強度低下軽減効果が高かったが、それ以外の磁場強度は効果がみられなかった。また、骨構造の評価として、脛骨の三次元マイクロＣＴ撮影を実施し、立体的イメージングを行った。分析項目としてtrabecular bone volume、bone surface、trabecular number、trabecular thickness、trabecular length、trabecular separation等の骨梁微細構造解析を行い、微細構造について検証した。その結果、コンディショニング磁場刺激強度が287mT以上では骨量低下を軽減する効果がみられたが、それ以下の磁場強度では有意な効果がみられなかった。
以上のことから、高齢期の不動による骨強度低下を軽減するコンディショニング磁場刺激と電気刺激誘発性筋収縮処方の効果は、磁場刺激の条件によりその現れ方が異なる可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画していた高齢期の骨強度に対するコンディショニング磁場刺激の効果に関する知見を得ることができた。不動による骨強度低下を軽減する効果がみられる磁場刺激条件を検索することができた。骨組織は神経支配を受けており、磁場刺激は神経活動に影響を与える。これまで薬理的阻害、物理的除神経を行い、それらの影響を除外して検証してきており、本年度は高齢期の下肢骨を対象に骨の機能的評価を進めることができた。当初計画の通り課題を遂行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はプレコンディショニングとして用いる磁場刺激の骨組織レベルでの影響について調べる。廃用性萎縮を呈する筋骨格系に対して、これまで効果が確認できなかった刺激条件での電気刺激誘発性筋収縮処方を実施して、萎縮軽減する効果が現れるかプレコンディショニング磁場刺激の影響を明らかにする。これまで実施してきた若齢期から高齢期まで、また骨組織の構造的、機能的、質的観点からの分析評価をまとめ、計画した課題を遂行する。
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