骨膜移植を併用した生物学的腱板修復促進法の開発

• Project/Area Number: 19K24050
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0906:Surgery related to the biological and sensory functions and related fields
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 市川 耕一 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 講師 (20780076)
• Project Period (FY): 2019-08-30 – 2021-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 腱板 / 骨膜移植 / 生物学的修復 / 腱板修復 / 生物学的再建

Outline of Research at the Start

本研究の目的は、変性の生じた肩腱板断裂の再建における骨膜移植併用の有効性を検討することである。超高齢社会の到来を迎え、種々の運動器変性疾患は増加傾向にある。その中で肩腱板断裂は高齢者の機能障害の一大要因であり、現状では再建術後の局所固定が長期間に及び手術を受けられた患者への負担となっている。再生医療分野での知見を用いた研究が施行されているが、未だ臨床応用可能な再建促進方法は報告されていない。骨膜は未分化間葉系細胞と各種成長因子が含んだ線維性組織であり、これの腱板修復への応用は肩腱板断裂修復部の生物学的修復の促進と力学的強度の向上の両者に合目的であると考えられる。

Outline of Annual Research Achievements

腱断裂の大多数がtendon bone junctionに起こり、その修復過程においては、正常な内軟骨性骨化は起こらず、瘢痕組織形成による修復にすぎないため、collagenの生成と変性が同時に進行する。修復初期にはType III collagenが中心に生成されるが、修復後期にはType I collagenに置換され、remodelingとmaturationの過程で徐々に修復組織は完成していく。つまり、腱骨連結部を単純に縫合する現在の修復方法では、fibrocartilageを含んだ正常な4層構造を有するtendonとboneのinsertion siteを再構築することは困難である。このことから、生物学的修復を促進するには何らかの促進因子が必要と考えられる。
骨膜は皮質骨の周囲をとりまく線維性組織であり、表層のfibrous layerと深層のcambium layerとから構成されている。Fibrous layerは線維性結合組織であり、ある程度の力学的強度を有する。Cambium layerは未分化間葉系細胞を多く含有しており、骨折治癒過程においては、未分化間葉系細胞が軟骨細胞へ分化増殖し、細胞外基質や各種の成長因子の産生を行っておりcambium layerの細胞が関与した内軟骨性骨化は骨折治癒の重要な役割を担っている。このcambium layerの軟骨形成能力に着目し、関節軟骨欠損に対する治療目的には、骨膜移植法を用いた関節軟骨修復が既に臨床応用されている。しかし現在まで、腱骨連結部の修復術時に骨膜移植が併用された報告はない。Fibrous layerによって修復部の力学的強度の増強が期待され、cambium layerによって内軟骨性骨化による軟骨形成が期待される。結果的に、fibrocartilageを含んだenthesisに特徴的な4層構造の再構築が可能になり、腱骨連結部の良好な修復の可能性が期待されるため、本研究の着想に至った。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

事前実験での評価項目の設定並びに、評価プログラムの作製に予定よりも期間を有している。

Strategy for Future Research Activity

2019年度は事前実験を主体に研究を施行した。
2020年度に入り、本実験を開始する予定である。
2020年度前半で、実験動物による作業を完了し、後半では得られた標本から力学的評価並びに組織学的評価を施行する予定である。