2018 Fiscal Year Research-status Report
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17K10968
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
新倉 隆宏 神戸大学, 医学研究科, 准教授 (40448171)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大江 啓介 神戸大学, 医学部附属病院, 助教 (20514623)
福井 友章 神戸大学, 医学部附属病院, 医員 (50437688)
李 相亮 昭和大学, 医学部, 講師 (40533732)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 骨再生 / 炭酸ガス / 骨延長 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【背景】外傷や骨感染症、骨腫瘍により骨を失った患者に対して骨延長術は有用で確立された治療法であるが、長い治療期間を必要とすることが欠点である。我々はこれまでにラット大腿骨骨折モデルにおいて、炭酸ガス経皮吸収療法により骨折治癒が加速されるという知見を得ている。本研究では、骨延長術に炭酸ガス経皮吸収療法を組み合わせることで、骨形成が促進し、治療期間が短縮されるかを検証した。
【目的】骨延長術に炭酸ガス経皮吸収を応用することで骨再生を促進できるという仮説を検証することを、平成29年度から30年度にわたる研究目的とした。
【方法】24週齢、メスのNew Zealand white rabbitを使用した。片側脛骨に創外固定器を装着、骨幹部で骨切りを行い、1週間の待機期間を置いた後、1日1mm、計10mmの骨延長を行った。患側下肢に炭酸ガス経皮吸収促進効果を有するハイドロジェルを塗布し、1日20分間、週5日間、炭酸ガスを経皮吸収させた。延長完了時、完了後2週、4週で安楽死させ、経皮吸収を行った炭酸ガス群20羽と行わなかった対照群20羽で、骨形成をX線学的、組織学的に、また、骨強度を力学試験にて評価し、比較検討を行った。
【結果】単純X線撮影を行い、画像解析ソフトを用いて骨形成の程度を定量化したところ、炭酸ガス群では延長完了後4週で延長部のピクセル値が有意に高かった。組織学的評価では炭酸ガス群で、延長完了後2週での軟骨形成が旺盛であり、延長完了時および延長完了後2週で新生血管数が有意に多かった。マイクロCT評価では延長完了後2週において延長仮骨の骨塩量と骨梁幅が炭酸ガス群で有意に高値であった。延長完了後4週に行った力学試験では炭酸ガス群で破断エネルギーが有意に高かった。
【考察】炭酸ガス経皮吸収は、骨延長術における骨形成を促進する有用な併用療法として臨床応用が期待できる可能性を示せた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成30年度の研究目的として、研究計画書作成段階においては、骨折治癒促進効果を持ち臨床使用されている低出力超音波パルスに炭酸ガス経皮吸収を併用することで、それぞれ単独よりも相加的、相乗的に骨折治癒が促進されるという仮説を検証することを挙げていた。しかし平成29年度実施した、骨延長術による骨形成に対する炭酸ガス経皮吸収の効果を調べる研究において、実験動物モデル作成、手術後飼育方法、ウサギの骨組織における適切な組織切片作成法の確立などに予定よりも時間を要した。そのため、この研究における実験実施期間が平成30年度までに及んだ。これらの理由から、低出力超音波パルスと炭酸ガス経皮吸収の併用効果を調べる研究に、計画時よりは遅れを生じた。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初計画した通りにラット大腿骨骨折モデルを作成し、これに低出力超音波パルスと炭酸ガス経皮吸収を同時に施行できる実験系を平成30年度内に確立することはできている。また、骨折治癒過程を評価する手技、実験系も確立したものを持っており、研究を推進できる体制は整えている。実験を継続中であり、次年度において低出力超音波パルスと炭酸ガス経皮吸収の併用による骨折治癒促進効果についての評価を行っていく。加えて、当初の研究計画にて平成31年度研究課題として挙げた、ウサギ骨欠損モデルへの骨形成因子含有人工骨充填に炭酸ガス経皮吸収を併用することで、骨形成因子含有人工骨充填単独よりも骨再生が促進されるという仮説を検証する研究も並行していく。ウサギ骨欠損モデル作成、骨形成因子含有人工骨充填の手術手技、ウサギへの炭酸ガス経皮吸収手法は確立できており、こちらの研究も進めていく予定である。
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| Causes of Carryover |
新生骨における骨形成関連遺伝子発現を評価する実験がまだ完了していないため、次年度使用額が生じた。次年度早々に使用する予定である。
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