Challenging to explore a prevention strategy for Knee osteoarthritis using an experimental animal model and patient analysis

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K19724
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 59:Sports sciences, physical education, health sciences, and related fields
• Research Institution: Saitama Prefectural University
• Principal Investigator: Kokubun Takanori 埼玉県立大学, 保健医療福祉学部, 准教授 (10616395)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 高仁 埼玉県立大学, 保健医療福祉学部, 助教 (70847962)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2024-03-31
• Keywords: 変形性膝関節症 / 実験動物モデル / メカニカルストレス / MRI / 骨病変

Outline of Final Research Achievements

In this study, we analyzed the relationship between the type of mechanical stress and the onset location of knee degeneration to reveal the onset mechanism of knee osteoarthritis(OA). Our results suggested that the shear stress or compression stress induced degeneration in the specific location of rodent knees. Next, we analyzed the MRI imaging and gait biomechanics of early knee OA patients and age-matched adults. These results showed changing the gait kinematic components, like knee flexion moment and knee abduction moment related to the location of degeneration.

Free Research Field

リハビリテーション科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の成果は，膝関節に生じるメカニカルストレスの違いが，異なる病態発生開始部位から変形性膝関節症の発生に至る可能性を示唆している．現時点では因果関係までを完全に明らかにできているわけではないが，メカニカルストレスの種類と病態発生部位に一定の関係性を認めた点は，今後変形性膝関節症の発症予防法確立へ向けた方略の確立に貢献しうる，また，早期の変形性膝関節症患者および，変形性膝関節症とは診断されていない高齢者においてMRI画像により検出された病変部位と歩行動作の特徴量に関連が認められたことは，今後歩行動作の異常から早期に変形性膝関節症のリスクを診断し，予防を目指した介入を行うための基盤となる．