Treatment of Bone Nonunion Using Vascularized Tissue-Engineered Bone Graft

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25462351
• Research Institution: Nara Medical University
• Principal Investigator: 村田 景一 奈良県立医科大学, 医学部, 研究員 (10382318)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 赤羽 学 奈良県立医科大学, 医学部, 准教授 (40326327) ; 田中 康仁 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (30316070) ; 清水 隆昌 奈良県立医科大学, 医学部, 助教 (70464667) ; 面川 庄平 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (70597103)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 再生医療 / 間葉性幹細胞 / βTCP / 血管 / 骨新生 / 血管新生

Outline of Annual Research Achievements

我々は今までに培養骨髄由来間葉系幹細胞から作製した骨形成細胞シートを用いた血管柄付き人工骨（vascularized tissue-engineered bone: VTEB）のモデルを確立した。その後、VTEBを異所性に作成した長幹骨偽関節部に移植し、その骨癒合能を評価する実験をスタートした。平成28年度は偽関節部の固定方法として1.1mm キルシュナー鋼線による髄内釘固定モデルおよび手指骨用の創外固定による外固定によるVTEB移植部の安定化を評価した。11週齢Fischer344ラットを用いて大腿部に作成した長さ10mmの骨欠損部を径6mm、長さ10mm、気孔率75%のβTCPで置換し、この人工骨の中央に作成した骨孔に鋼線を通して大腿骨の髄内に鋼線を留置する事により人工骨を安定化させた（髄内釘モデル）、また安定化を向上させる目的で上記の髄内釘固定に創外固定を偽関節部を跨ぐように追加設置したモデルを作成した（創外固定モデル）。髄内釘モデルを10例、創外固定モデルを4例作成し、2週後、4週後に単純X線写真による固定性の評価を行った。また4週の時点で手術的に展開して人工骨移植部の形態を確認した。髄内釘モデルでは術後4週のX線写真にて10例中4例で鋼線の破損、移動にともなう移植人工骨の大腿骨からの脱転が確認され、手術による直視所見では移植人工骨と大腿骨の連続性は絶たれた状態であった。創外固定モデルでは4例中３例で４週時点でのX線評価にて移植人工骨は大腿骨移植部に安定していたが、１例で創外固定用のピン刺入部で新たな骨折を生じた。手術による直視所見では移植人工骨と大腿骨の連続性は保たれていた。結果的に今回の研究ではラット大腿骨偽関節モデルにおける安定した固定法を確立することはできず、新たな固定法の探求が必要と考えられた。