| Project/Area Number |
24K14504
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59020:Sports sciences-related
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
松浦 哲也 徳島大学, 病院, 教授 (30359913)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩瀬 穣志 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 特任助教 (80868521)
横山 賢二 徳島大学, 病院, 特任助教 (10910226)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2026: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | 体外衝撃波 / 離断性骨軟骨炎 / スポーツ |
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| Outline of Research at the Start |
体外衝撃波が離断性骨軟骨炎の修復を最も促進させるプロトコールを確立するために、動物モデルを用いて以下のことを明らかにする。
①体外衝撃波照射により修復は促進され、正常組織と同等まで修復するのか？
②いつ、どのくらいの強度で、何回照射すれば最も修復を促進させるのか？
③修復は損傷部位のどこから始まり、どのような機序で修復していくのか？
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| Outline of Annual Research Achievements |
離断性骨軟骨炎（Osteochondritis dissecans：以下OCD）は診断・治療に難渋する成長期スポーツ障害である。近年、スポーツ復帰率は向上しているが、復帰に長期を要することが問題である。修復期間の短縮が喫筋の課題であり、病巣の修復を促進させる新規の治療法が求められる。
体外衝撃波（Extracorporeal Shock Wave Therapy：以下ESWT）は、OCDの病巣修復を促進させる可能性を秘めている。申請者らは2019年から特定臨床研究として早期の肘OCDにESWTを照射し、短期間で病巣修復した症例を経験している。しかしながら、非照射に比べて修復が促進しているのか、促進するなら最も有効なプロトコールは何なのかが不明である。そこで本研究では動物モデルを用いて、これらの疑問について検討している。
OCD早期例を模したミニブタモデルにESWTを照射し、修復が促進されるのか検討した。4-5週齢のミニブタの両膝大腿骨内顆に5mm×5mmの大きさで軟骨と軟骨下骨を一塊として切除した。術後2週で病巣部を超音波で確認し、右はESWTを照射し、左は照射しなかった。照射条件は0.20mJ/mm2×2500発とした。ESWT照射後6週で、照射群と非照射群の肉眼所見（modified Outerbridge Grading system score）と組織学的所見（O’Driscoll’s Grading Scale）を比較した。肉眼所見、組織学的所見ともに照射群で優位に修復が進んでいた(p<0.05)。さらにコラーゲン線維の配向をSecond-Harmonic-Generationで評価すると、照射群が非照射群よりコラーゲン線維の成熟が進んでいた(p<0.05)。さらに術後2週と4週の2回照射した場合と比較したが、1回照射と2回照射で有意差は無かった(p=0.91)。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
令和6年度は①ESWT照射により修復は促進されるのか、②いつ、どのくらいの強度で、何回照射すれば最も修復を促進させるのか、③修復は損傷部位のどこから、どのような機序で修復するのか、の3項目について検討する予定だった。
①については概ね予定通り研究が進んだ。「研究実績の概要」で述べたように、OCD早期例を模したミニブタモデルにESWTを照射し、修復が促進されるのか検討した。4-5週齢のミニブタの両膝大腿骨内顆に5mm×5mmの大きさで軟骨と軟骨下骨を一塊として切除した。術後2週で病巣部を超音波で確認し、右はESWTを照射し、左は照射しなかった。照射条件は0.20mJ/mm2×2500発とした。ESWT照射後6週で、照射群と非照射群の肉眼所見（modified Outerbridge Grading system score）と組織学的所見（O’Driscoll’s Grading Scale）を比較した。肉眼所見、組織学的所見ともに照射群で優位に修復が進んでいた(p<0.05)。
②についても概ね予定通り研究が進んだ。「研究実績の概要」で述べたように、術後2週で1回照射した場合と、術後2週と4週の2回照射した場合を比較したが、1回照射と2回照射で有意差は無かった(p=0.91)。
③についても概ね予定通り研究が進んだ。「研究実績の概要」で述べたように、コラーゲン線維の配向をSecond-Harmonic-Generationで評価すると、照射群が非照射群よりコラーゲン線維の成熟が進んでいた(p<0.05)。今回のモデルでは直接ESWTが照射されるのは病巣の底部に相当する軟骨下骨であり、ここから修復が始まり最後に軟骨が修復すると予想される。しかし組織像では、軟骨下骨と軟骨が均一的に修復していた。
以上より、おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は以下の3点について検討する。
①ESWT照射により修復は促進されるのか？ 令和6年度の結果で、ESWT照射後6週で対象群に比べて修復が進んでいることは分ったが、完全修復には至っていなかった。12週や24週で正常組織に同等なレベルまで修復するのかを肉眼的、組織学的に検討する。
②いつ、どのくらいの強度で、何回照射すれば最も修復を促進させるのか？ 令和6年度に引き続き、OCDの修復を最も促進させるESWTの照射条件について検討する。令和6年度の検討では、術後2週で1回照射した場合と、術後2週と4週の2回照射した場合を比較したが、1回照射と2回照射で有意差は無かった。本年度はトータルの照射回数は2回のままで、術後2週と3週の時点でESWTを照射する。照射後6、8、12週で肉眼的、組織学的に検討し、2回照射群が1回照射群に比べて修復が進んでいるのかを調べる。また、1回の照射における強度や回数が増すと修復が促進される可能性がある。令和6年度は0.20mJ/mm2×2500発としたが、使用できる最大限の0.25mJ/mm2や3000発で照射した場合に修復が促進されるかを調べる。以上により、最も効果的な照射条件が明らかになる。
③手術例を想定した研究 令和6年度のモデルはOCD早期例を模したものだったが、病巣郭清術を模したモデルで検討する。具体的には、両膝に軟骨と軟骨下骨を一塊として切除し、直後に右膝へESWTを照射し、左膝には照射しない。0.20mJ/mm2×2500発を単回照射し、ESWTを照射した群が対照群より修復しているか調べる。さらに早期例を想定した研究と同様に、照射の回数や1回の照射における強度や回数を変えて、最も修復が促進するプロトコールを設定する。
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