Development of Tomographic Micro Mechanical Diagnosis Technology for Early Osteoarthritic Cartilage using Optical Coherence Tomography

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K11023
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 池渕 充彦 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 講師 (70453131)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 折田 久美 (荻久美) 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 博士研究員 (40748597) ; 佐伯 壮一 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (50335767)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 関節軟骨 / 粘弾性力学特性 / 光コヒーレンス断層画像(OCT) / SR-OCSA

Outline of Annual Research Achievements

変形性膝関節症（OA）は高齢化社会の到来によりその患者数は増加の一途を辿っており、それは健康寿命の低下と密接に関わっている。その発症には軟骨力学特性の変化が関与しているため、軟骨力学特性の変化の把握は早期変形性関節症の診断、治療法の開発につながる可能性がある。本研究では光干渉断層画像（Optical Coherence Tomography: OCT）を応用し開発された組織力学特性の断層画像可が可能である応力緩和OCT (SR-OCSA)を使用し、変形性膝関節症軟骨の力学特性と力学分布を検出、軟骨変性度によるその変化を解明することを目的とする。
平成29年度は、New Zealand White Rabbitの前十字靭帯を切断することで変形性膝関節症モデルを作成し、術後２週、４週、８週に犠牲死させ異なる変性度のOAモデルを作成した。変形膝関節症の重症度別に変性軟骨の力学特性を押し込み力学試験機、SR-OCSAを用いて緩和時間、ひずみ速度緩和減衰係数をそれぞれ測定した。このOAモデルでは組織学的評価で術後4週からに有意にOARSIスコアの上昇を確認、経時的に上昇を認めた。また押し込み力学試験機から測定した緩和時間は術後2週より有意に減少を認め、変性度が上昇するにつれ、さらなる減少を認めた。SR-OCSAから測定したひずみ速度緩和減衰係数は術後2週より有意に上昇を認め、変性度が上昇するにつれ、さらなる上昇を認めた。このことより変形性関節軟骨の力学特性は組織学的に変性を認める前に低下していることが示唆された。現在個体数を増やし再現性を確認中である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

平成29年度中にウサギを用いた実験を完遂予定であったが、力学測定実験の条件設定に課題があり遅れたが、現在力学試験を進行中である。現在再現性を確認中である。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度はウサギを用いた動物実験を完遂させ、ヒト関節軟骨を用いた実験に移行予定である。

Causes of Carryover

動物実験が完遂していないため、動物実験費用に当てる予定である。