2007 Fiscal Year Annual Research Report
発育期の骨質強化に対する力学的負荷およびビタミンK摂取の有効性に関する実験的研究
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19650116
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
松本 健志 Osaka University, 大学院・基礎工学研究科, 准教授 (30249560)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 正夫 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (40163571)
内藤 尚 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教 (40392203)
上杉 健太朗 財団法人・高輝度光科学研究センター, 放射光研究所実験部門, 研究員 (80344399)
岩崎 信明 茨城県立医療大学, 大学付属病院, 准教授 (70251006)
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| Keywords | 骨成長 / ビタミンK / 反復骨負荷 / 骨質 |
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| Research Abstract |
本年度はラット下腿に反復的負荷を与えるためのシステムを構築し、その動作確認を行うとともに、発育期のラットを対象としたパイロットスタディを行った。
ラット下腿膝部を固定し、足部から膝部に向けて長軸方向に負荷がかけられるように骨負荷装置を作製した。駆動源にACサーボ・リニア・アクチュエータを使用し、PCで作成した振動波形パターンをドライバに入力してこれを駆動した。膝固定部ではロードセルによって荷重を検出し、センサーインターフェイスを介して荷重パターンをモニタリングした。マイクロメータヘッドによって膝固定部の位置を微調整し、骨負荷の大きさを目的値に合せられるようにした。脛骨へ与える負荷として、反復負荷(1Hz,0.5kgf)-無負荷状態を交互に繰り返す間欠性負荷パターンを生成し、1サイクル20秒(負荷10秒+無負荷10秒)として、18サイクルを1回/日、3回/週で4週間、1週間の休止期間を経て、再度4週間の間欠性負荷を与えた。
発育期のウィスターラット(5週齢♀)をペントバルビタールにより全身麻酔し、左下腿に前述の間欠性負荷を与えた。実験期間中、ラットは動物飼育室(25℃、人工灯7:00-19:00)で飼育管理した。実験終了後、ラットを安楽死させ、左右の脛骨を摘出し、90%エタノールで固定し、骨幹端近位部より骨試料を作製した。マイクロフォーカスCTにより、ボクセルサイズ11.6μmで再構成像を得た。大津の方法に基づき骨部を抽出/2値化し、左右の海綿骨形態を比較したところ、負荷側において骨梁ネットワークが発達している様子が窺え、本骨負荷パターンの骨形成促進効果が確認された。次年度は標準飼料群、ビタミンK2添加飼料群について骨負荷実験を行い、骨形成促進における骨負荷およびビタミンK2の作用について、骨形態に加え材料特性の点からも解析する予定である。
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