Osteogenic extracellular matrix sheet implantation for long bone nonunion

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K10981
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Orthopaedic surgery
• Research Institution: Nara Medical University
• Principal Investigator: omokawa shohei 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (70597103)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 康仁 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (30316070) ; 赤羽 学 奈良県立医科大学, 医学部, 准教授 (40326327) ; 河村 健二 奈良県立医科大学, 医学部, 准教授 (20445076) ; 清水 隆昌 奈良県立医科大学, 医学部, 学内講師 (70464667)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 偽関節 / 細胞シート / 骨形成基質シート / 同系移植 / 同種移植

Outline of Final Research Achievements

We developed osteogeic extracellular matrix (ECM) sheet using experimental rat model. This sheet contains extracellular matrix including BMP, FGF, and VEGF, and there is no cell components, which induce no immune rejection when applied for allogeic transplantation.Based on the current results, autograft of ECM sheets in the rat nonunion model revealed successful union with sufficient strength. However, allogenic ECM sheet graft had inconsistent strength during 8 weeks after sheet implantation.

Free Research Field

整形外科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

整形外科領域における材料工学や手術方法の進歩によって、四肢長管骨骨折の治療は骨癒合と機能回復が可能になった。しかし、約5-10%に遷延治癒や偽関節に至る成績不良例が存在する。また、基礎疾患を抱える高齢者に生じる下肢の骨折は、生命予後に影響するため治療に難渋することも多い。
今回開発したECMシートは、骨形成細胞シートを液体窒素処理することによって作成可能であり、細胞は完全に死滅するが、成長因子を含む細胞外基質は保たれる。本法の臨床応用によって、高齢者の難治性偽関節に対しても、低侵襲治療で偽関節部の骨癒合が期待できる。