カーボンナノチューブと吸収性コラーゲンメンブレンを用いた人工靭帯の開発

• 研究課題/領域番号: 19K23827
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 0802:生体の構造と機能およびその関連分野
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 亀井 豪器 広島大学, 病院(医), 助教 (60633039)
• 研究期間 (年度): 2019-08-30 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 人工靭帯 / 前十字靭帯損傷 / 前十字靭帯再建術 / コラーゲン膜

研究開始時の研究の概要

膝前十字靭帯再建術は現在、自家組織を用いて再建術を行うことが一般的な治療であるが、自家組織を犠牲にすること、自家組織は一旦壊死して周囲から細胞が誘導され靭帯として機能するため、初期固定が弱く、靭帯成熟までに時間がかかることが臨床上の大きな問題である。①強固な初期固定を得るために、人工組織であるCNTを使用する、②早期の靭帯成熟を得るために、CNTの周囲を吸収性コラーゲンメンブレンで被覆することで、自家組織を使用した前十字靭帯再建術の問題点を解決し、新たな人工靭帯の開発を目指す。

研究成果の概要

主にスポーツ外傷で生じる前十字靭帯損傷に対し、わが国では自家腱を用いて再建術が行われているが、初期固定力が弱いことが問題点としてあげられる。そこで、強固な初期固定を得るためにカーボンナノチューブを使用してラットの前十字靭帯再建を行った。自家組織を使用して再建を行った例と比較し、滑膜炎が強く、強度も1／３程度であった。現時点では、前十字靭帯再建にカーボンナノチューブを使用することは困難であると考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

前十字靭帯再建術は現在、自家組織を使用して行われている。しかし、自家組織を採取することによるデメリットがあるため、人工組織を用いて同様の手術を行い、同等以上の結果を得ることができることが期待されている。今回、新たな素材としてカーボンナノチューブを使用したが、関節内での炎症を強く生じ、前十字靭帯再建に使用するには不適切な素材であることを確認した。引き続き、他の素材を用いて研究が行われることが望まれる。