2021 Fiscal Year Annual Research Report
Mechanism of osteoclast formation in periprosthetic osteolysis
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17K10957
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
中村 美穂 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 非常勤講師 (40401385)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山下 仁大 東京医科歯科大学, 歯学部, 非常勤講師 (70174670) [Withdrawn]
堀内 尚紘 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (90598195) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 破骨細胞 / 人工関節 / 骨溶解 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、人工関節インプラント周囲の骨溶解メカニズム解明に取り組み、骨溶解防止・治療に役立つマテリアルデザインに応用することを目指す。研究期間内に、異分野融合国際共同研究を実施し、インプラント周囲結合組織における異物反応に関与する細胞と、破骨細胞(骨基質分解)前駆細胞の細胞間コミュニケ―ションを明らかにする。また、人工関節インプラント周囲硬組織の骨質変化、骨質変化と破骨細胞吸収機能の関連性、インプラントの材料学的変化も明らかにする。今年度は、インプラント周囲結合組織の病理組織学的解析の再現性実験を行った。インプラント周囲結合組織の電子顕微鏡解析により、金属磨耗粉のうち100nm以下の微小粒子はルチル型(結晶構造の種類)酸化チタン、500-1000nmサイズの粒子は内部がチタン金属、周辺はアモルファス(非結晶)酸化チタンであることが見出された。病理組織学的解析により、炎症性細胞が集積していることが確認された。金属磨耗粉周囲には、10種類の膜タンパク質染色により特定される炎症系細胞、線維芽細胞が局在することが見出された。また、人工関節周囲の骨溶解機構解明に取り組んだ。その成果として、人工関節周囲の応力遮蔽部位では、炭酸含有アパタイトという骨塩の種類、骨塩中炭酸含有量は変化しないこと、骨量が低下すること、荷重によるピエゾ電気量で示される電気的エネルギ―量が変化すること、骨量および電気的エネルギ－が低下した部位で骨代謝活性が低下することが見出された
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