2020 Fiscal Year Annual Research Report
The research for treatment for fractures and bone defects using electric polarized bone
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18K09075
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| Research Institution | Kyoto Prefectural University of Medicine |
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Principal Investigator |
小田 良 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (80516469)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤原 浩芳 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 客員講師 (90381962)
伊藤 聰一郎 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 非常勤講師 (10242190)
山下 仁大 東京医科歯科大学, 歯学部, 非常勤講師 (70174670)
土田 真嗣 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (10719834)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 骨移植 / 骨圧電現象 / 電気分極処理 / 骨欠損 / 創外固定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
先行研究にて、われわれは無機結晶成分の電気的特性に着目し、人工骨生体材料の電気分極技術を開発し、電気分極処理人工骨の生体内での骨形成能促進を報告してきた。また、高温処理のため技術上困難であった生体骨に対する電気分極処理についても、常温環境下での手法を確立し、生体骨の電気的特性を担う成分について報告してきた。本研究では、電気分極処理した生体骨の動物モデルへの同種骨移植実験を行い、生体内での骨形成への影響を明らかにすることを目的としている。2019年度では、前年度に確立したラット創外固定モデルを用いて、分極骨移植実験を施行した。
12週齢雄性のSDラットの大腿骨骨幹部から4mmの移植骨を採取し、採取した移植骨に常温短時間での電気分極処理を行い、骨の荷電を熱刺激脱分 極後蓄積電荷量測定で確認した。電気分極処理した移植骨を先述のラット左大腿骨全周性骨欠損モデルに移植し、術後3週、6週時点で単純X線像、μCT、組織標本検査 で骨形成や転位の大きさを確認した。生体骨の荷電では、骨内の無機成分において特に大きな荷電を認めた。単純X線像では3週時点で陰極側での早期の仮骨形成を、μCTでは移植骨片の転位抑制傾向を示した。また、組織像においても陰極側の断面において骨形成が促進される傾向を認めた。一方、6週観察時点では陰極、陽極で組織像における骨形成に明らかな差や一定の傾向は認めなかった。電気分極生体骨は3週程度の早期の骨形成プロセスにおいて、影響を及ぼす可能性を示した。
今年度は6週時点でのN数を増やして解析し、また、長期成績の確認のため12週時点でのサンプルを作成した。結果的に6週および12観察時点で陰極、陽極で組織像における骨形成に明らかな差や一定の傾向は認めなかった。電気分極生体骨は早期の骨形成プロセスを有意に促進し、一方で中長期的な骨形成プロセスにおいては影響ないことを示した。
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Research Products
(1 results)
