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凍結処理した膝蓋腱の機能的適応による再構築現象の機序に関する分子生物学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 12671389
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 整形外科学
研究機関北海道大学

研究代表者

遠山 晴一 (2001)  北海道大学, 大学院・医学研究科, 助教授 (60301884)

宮城 登 (2000)  北海道大学, 医学部・附属病院, 助手 (90261297)

研究分担者 伊藤 浩  北海道大学, 大学院・医学研究科, 助手 (80261296)
青木 喜満  北海道大学, 医学部・附属病院, 講師 (10192858)
安田 和則  北海道大学, 大学院・医学研究科, 教授 (20166507)
遠山 晴一  北海道大学, 大学院・医学研究科, 講師 (60301884)
研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2001年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2000年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワード腱 / 靭帯 / 腱移植 / 靭帯再建術 / コラゲン / 再構築現象 / 線維芽細胞 / 細胞外マトリックス / 細胞壊死 / in situ凍結処理 / III型collagen / 膝盖腱 / III型procollagen / mRNA / 細胞浸潤
研究概要

1.方法
(1)雄14週齢Wistar系rat55匹を使用し,右膝蓋腱にはin situ凍結解凍処理を施行し,左膝蓋腱にはsham手術を行なった.
(2)これらratに対し,5匹には組織培養を用いた細胞壊死の検討を,20匹にはIII型collagen発現の免疫組織化学的検討を,15匹にはRT-PCRによるIII型procollagenのmRNA発現の分子生物学的検討を,15匹には力学特性の検討を行なった.
2.結果
(1)細胞壊死の検討:Sham膝蓋腱では2週間の組織培養にて83.0%の膝蓋腱より線維芽細胞の増生が観察されたのに対し,凍結処理直後の膝蓋腱では細胞増生は認められなかった.
(2)免疫組織化学的検討:凍結処理膝蓋腱では術後2週においてIII型collagenの明らかな発現は認められなかった.3および6週では表層からの細胞浸潤を認め,その周囲にIII型collagenの発現を認めた。12週では膝蓋腱全層にわたり,浸潤細胞とIII型collagenの発現を認めた.
(3)分子生物学的検討:術後3週では凍結処理膝蓋腱とsham膝蓋腱の間にIII型procollagenのmRNA発現に有意差はなく,6および12週では凍結処理膝蓋腱のIII型procollagenのmRNA発現はsham膝蓋腱に比し有意に高値を示した.
(4)力学的検討:術後2週では凍結処理膝蓋腱とsham膝蓋腱の間に断面積および弾性率に有意差はなく,術後6週では凍結処理膝蓋腱はsham膝蓋腱に比し,断面積は有意に大きく,弾性率は有意に低値を示した.
3.結論:以上の結果より,凍結解凍処理により内在性線維芽細胞壊死を生じた膝蓋腱に浸潤する線維芽細胞はIII型collagenを過剰産生し,その結果,膝蓋腱が断面積増加と力学特性劣化を生じさせることが明らかとなった.

報告書

(3件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (53件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (53件)

  • [文献書誌] Tohyama, H.: "Extrinsic cell infiltration and revascularization accelerate mechanical deterioration of the patellar tendon after fibroblast necrosis"J. Biomech. Eng. Trans ASME. 122. 594-599 (2000)

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  • [文献書誌] Tohyama, H.: "The effect of stress enhancement on the extracellular matrix and fibroblasts in the patellar tendon"J. Biomechanics. 33. 559-565 (2000)

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  • [文献書誌] Katsuragi, R.: "The effect of nonphysiologic high initial tension on the mechanical properties of in situ frozen anterior cruciate ligament in a canine model"Am. J. Sports Med.. 28. 47-56 (2000)

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  • [文献書誌] Nakano, H.: "Inference screw fixation of doubled flexor tendon graft in anterior cruciate ligament reconstructions. Biomechanical evaluation with cyclic elongation"Clin.Biomechanics. 15. 188-195 (2000)

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  • [文献書誌] Tohyama, H.: "Intrinsic fibroblasts can inhibit the deterioration of the patellar tendon matrix caused by overstressing, while extrinsic fibroblasts do not"Trans. Orthop. Res. Soc.. 28. 790 (2000)

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  • [文献書誌] Nakano, H.: "The effect of initial graft tension on mechanical behaviors of the femur-graft-tibia complex during submaximal cyclic loading is different between bone-tendon-bone and flaexor tendon grafts"Trans. Orthop. Res. Soc.. 28. 777 (2000)

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  • [文献書誌] Numazaki, H.: "The effect of initial graft tension on biomechanical behavior of the femur-ACL graft-tibia complex with the flexor tendons. Comparison using cyclic loading between two arthroscopic procedures"Trans. Orthop. Res. Soc.. 26. 143 (2001)

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  • [文献書誌] Tohyama, H.: "Extrinsic fibroblasts infiltrating the in situ frozen patellar tendon synthesize type-III collagen even when a physiological stress is applied to the tendon. Trans. Orthop"Trans. Orthop. Res. Soc.. 26. 242 (2001)

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  • [文献書誌] Azuma, H.: "The effect of exogenous TGF-beta and EGF on the mechanical properties of the in situ frozen anterior cruciate ligament is influenced by timing of administration"Trans. Orthop. Res. Soc.. 26. 248 (2001)

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  • [文献書誌] Nagumo, A.: "Separate administration of TGF-beta inhibits the mechanical deterioration in the in situ frozen anterior cruciate ligament even in absence oft simultanious EGF application"Trans. Orthop. Res. Soc.. 26. 804 (2001)

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  • [文献書誌] Tomita, F.: "Comparisons of intraosseous graft healing between the doubled flexor tendon graft and the bone-patellar tendon-bone graft in anterior cruciate ligament reconstruction"Arthroscopy. 17. 461-476 (2001)

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  • [文献書誌] 南雲 明: "TGF-βおよびEGFの投与が前十字靭帯in situ凍結解凍処理後の膝関節前後動揺性および大腿骨-前十字靭帯再建-脛骨複合体の構造特性に与える影響"日本臨床バイオメカニクス学会誌. 21. 121-126 (2000)

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  • [文献書誌] 遠山晴一: "内在性線維芽細胞および外来性浸潤細胞の存在が過負荷膝蓋腱の力学的特性に及ぼす影響"日本臨床バイオメカニクス学会誌. 21. 127-132 (2000)

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  • [文献書誌] 中野秀昭: "初期張力が繰り返し引張負荷中の大腿骨-再建前十字靭帯再建-脛骨の力学的挙動に与える効果"日本臨床バイオメカニクス学会誌. 21. 133-137 (2000)

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  • [文献書誌] 冨田文久: "生体吸収性Ploydioxanoneテープを組み込んだhyrid型人工靭帯の骨孔内治癒に関する多角的評価"日本臨床バイオメカニクス学会誌. 22. 89-94 (2001)

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  • [文献書誌] 沼崎広法: "In situ凍結解凍処理後前十字靭帯に対する外因性成長因子の効果"日本臨床バイオメカニクス学会誌. 22. 99-104 (2001)

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  • [文献書誌] 南雲 明: "頚椎後縦靭帯の生体力学的特性"日本臨床バイオメカニクス学会誌. 22. 221-226 (2001)

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  • [文献書誌] 近藤英司: "家兎における新しい膝前十字靭帯実質部損傷モデルの生体力学的評価"日本臨床バイオメカニクス学会誌. 22. 325-332 (2001)

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  • [文献書誌] 遠山晴一: "線維芽細胞壊死後の膝蓋腱におけるIII型collagenの発現に関する分子生物学的および免疫組織学的検討"日本膝関節学会誌. 26. 86-91 (2002)

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  • [文献書誌] 内田尚哉: "除負荷がラット膝蓋腱の力学的特性とTransforming Growth Factor-βの発現に与える効果に関する解析"日本膝関節学会誌. 26. 184-188 (2002)

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  • [文献書誌] 沼崎広法: "移植腱初期張力が前十字靭帯再建術における大腿骨-移植腱-脛骨複合体の力学的挙動に与える効果-繰り返し負荷試験を用いた生体力学的検討-"日本膝関節学会誌. 26. 238-242 (2002)

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  • [文献書誌] Tohyama, H.: "Extrinsic cell infiltration and revascularization accelerate mechanical deterioration of the patellar tendon after fibroblast necrosis."J. Biomech. Eng. Trans ASME. 122. 594-599 (2000)

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  • [文献書誌] Tohyama, H.: "The effect of stress enhancement on the extracellular matrix and fibroblasts in the patellar tendon."J. Biomechanics. 33. 559-565 (2000)

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  • [文献書誌] Katsuragi, R.: "The effect of nonphysiologic high initial tension on the mechanical properties of in situ frozen anterior cruciate ligament in a canine model."Am. J. Sports Med.. 28. 47-56 (2000)

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  • [文献書誌] Nakano, H.: "Interference screw fixation of doubled flexor tendon graft in anterior cruciate ligament reconstructions. Biomechanical evaluation with cyclic elongation."Clin. Biomechanics. 15. 188-195 (2000)

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  • [文献書誌] Tohyama, H.: "Intrinsic fibroblasts can inhibit the deterioration of the patellar tendon matrix caused by overstressing, while extrinsic fibroblasts do not."Trans. Orthop. Res. Soc.. 25. 790 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakano, H.: "The effect of initial graft tension on mechanical benaviors of the femur-graft-tibia complex during submaximal cyclic loading is different between bone-tendon-bone and flexor tendon grafts"Trans. Orthop. Res. Soc.. 25. 777 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Numazaki, H., Tohyama, H., Kikucho, S., Yasuda. K.: "The fftect of initial graft tension on biomechanical behavior of the femur-ACL graft-tibia complex with the flexor tendons. Comparison using cyclic loading between two arthroscopic procedures."Trans. Orthop. Res. Soc.. 26. 143 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tohyama, H., Yasuda, K., Ohba, Y., Nagashima, K., Nishihira, J.: "Extrinsic fibroblasts infiltrating the in situ frozen patellar tendon synthesize type-III collagen even when a physiological stress is applied to the tendon."Trans. Orthop. Res. Soc.. 26. 242 (2001)

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  • [文献書誌] Azuma, H., Yasuda, K., Sakai, T., Tohyama, H.: "The effect of exogenous TGF-beta and EGF on the mechanical properties of the in situ frozen anterior cruciate ligament is influenced by timing of administration."Trans. Orthop. Res. Soc.. 26. 248 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nagumo, A., Yasuda, K., Tohyama, H., Harata, S.: "Separate administration of TGF-beta inhibits the mechanical deterioration in the in situ frozen anterior cruciate ligament even in absence of simultaneous EGF application."Trans. Orthop. Res. Soc.. 26. 804 (2001)

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  • [文献書誌] Tomita, R, Yasuda, K., Mikami, S., Sakai, T., Yamazaki, S., Tohyama, H.: "Comparisons of intraosseous graft healing between the doubled flexor tendon graft and the bone-patellar tendon-bone graft in anterior cruciate ligament reconstruction."Arthroscopy. 17. 461-476 (2001)

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  • [文献書誌] Nagumo, A.: "Effect of combined application of TGF-β and EGF on knee laxity and structural properties of the femur-ACL-tibia complex after the in situ freeze-thaw treatment for the ACL."Journal of Japanese Society for Clinical Biomechanics. 21, (in Japanese). 121-126 (2000)

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  • [文献書誌] Tohyama, H.: "The effects of the presence of intrinsic fibroblasts or extrinsic infiltrating cells on the mechanical properties of the extracellular matrix in the stress-enhanced patellar tendon."Journal of Japanese Society for Clinical Biomechanics. 21, (in Japanese). 127-132 (2000)

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  • [文献書誌] Nakano, H.: "The effect of initial graft tension on biomechanical behaviors of the femur-graft-tibia complex for anterior cruciate ligament reconstruction during cyclic loading."Journal of Japanese Society for Clinical Biomechanics. 21, (in Japanese). 133-137 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tomita, F.: "Multidisciplinary evaluations on intraosseous healing of the hybrid-type artificial ligament composed of flexor tendon and polydioxanone tape."Journal of Japanese Society for Clinical Biomechanics. 21, (in Japanese). 89-94 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Numazaki, H.: "The effect of exogenous growth factors on mechanical properties of in situ frozen-thawed anterior cruciate ligament."Journal of Japanese Society for Clinical Biomechanics. 22, (in Japanese). 99-104 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nagumo, A: "The effects of location on mechanical properties of cervical posterior longitudinal ligament."Journal of Japanese Society for Clinical Biomechanics. 22, (in Japanese). 221-226 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kondo, E.: "Biomechanical evaluation of a novel anterior cruciate ligament injury model in the rabbit."Journal of Japanese Society for Clinical Biomechanics. 22, (in Japanese). 325-332 (2001)

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  • [文献書誌] Tohyama, H.: "Type-III collagen expression in the patellar tendon after intrinsic fibroblast necrosis."Journal of Japan Knee Society. 26, (in Japanese). 86-91 (2002)

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  • [文献書誌] Uchida, H.: "Simultaneous analysis concerning effects of stress-shielding on mechanical properties and intratendinous expression transforming growth factor-β using the rat patellar tendon."Journal of Japan Knee Society. 26, (in Japanese). 184-188 (2002)

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  • [文献書誌] Numazaki, H.: "The effect of initial graft tension on the femur-graft-tibia complex of anterior cruciate ligament reconstruction. Biomechanical evaluation with cyclic loading."Journal of Japan Knee Society. 26, (in Japanese). 238-242 (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tomita, F.: "Comparisons of intraosseous graft healing between the doubled flexor tendon graft and the bone-patellar tendon-bone graft in anterior cruciate ligament reconstruction"Arthroscopy. 17. 461-476 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yamazaki, S.: "The effect of graft-tunnel diameter disparity on intraosseous healing of the flexor tendon graft in anterior cruciate ligament reconstruction"The American Journal of Sports Medicine. (In press).

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Tohyama, H.: "The effect of stress enhancement on the patellar tendon autograft. An experimental study with the in situ frozen-thawed tendon"Journal of Bone and Joint Surgery [British volume]. (In press).

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Numazaki, H.: "The effect of initial graft tension on mechanical behaviors of the femur-graft-tibia complex with anterior cruciate liament reconstruction during cyclic loading"The American Journal of Sports Medicine. (In press).

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 内田尚哉: "除負荷がラット膝蓋腱の力学的特性とTransforming Growth Factor-βの発現に与える効果に関する解析"日本膝関節学会誌. 26. 184-188 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 遠山晴一: "線維芽細胞壊死後の膝蓋腱におけるIII型collagenの発現に関する分子生物学的および免疫組織学的検討"日本膝関節学会誌. 26. 86-91 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Tohyama, H: "Intrinsic fibroblasts can inhibit the deterioration of the patellar tendon matrix caused by overstressing, while extrinsic fibroblasts do not."Trans.Orthop.Res.Soc.. 25. 790 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Tohyama, H.: "The effect of stress enhancement on the extracellular matrix and fibroblasts in the patellar tendon."J.Biomechanics. 33. 559-565 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Tohyama, H.: "Extrinsic cell infiltration and revascularization accelerate mechanical deterioration of the patellar tendon after fibroblast necrosis."J.Biomech.Eng.Trans ASME. 122. 594-599 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 遠山晴一: "特集/膝関節overuse syndrome-その基礎と臨床-Overloadによる腱の変化."臨床スポーツ学会. 17. 363-398 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 遠山晴一: "内在性線維芽細胞および外来性浸潤細胞の存在が過負荷膝蓋腱の力学的特性に及ぼす影響."日本臨床バイオメカニクス学会誌. 21. 127-132 (2000)

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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