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革新的ソフトバイオマテリアルによる椎間板性疼痛の制御

研究課題

研究課題/領域番号 20K17983
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分56020:整形外科学関連
研究機関北海道大学

研究代表者

山田 勝久  北海道大学, 大学病院, 助教 (20771893)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード椎間板性疼痛制御 / バイオマテリアル / 椎間板変性制御 / ソフトバイオマテリアル / 高純度硬化性ゲル / 椎間板性疼痛 / 医学 / 脊椎脊髄病学 / 椎間板変性
研究開始時の研究の概要

本研究では、急性期・亜急性期椎間板障害に起因する腰痛発生の機序である椎間板組織炎症と椎間板への神経侵入に着目し、高純度硬化性ゲルが炎症性サイトカインや神経成長因子受容体の発現、および疼痛へ与える影響を評価する。高純度硬化性ゲルを用いた本治療が、椎間板組織変性の制御だけでなく急性期椎間板性疼痛の抑制に有用であるかを検討することで、椎間板障害に対する次世代型治療の開発として臨床応用へと展開するための基盤を確立することを目的とする。

研究成果の概要

ウサギ腰椎椎間板変性モデルおよびラット尾椎椎間板変性モデルを用いて、高純度硬化性ゲルが椎間板性疼痛に関連するサイトカインと神経成長因子に与える影響を評価した。椎間板の髄核欠損部にゲルを充填し、免疫組織化学染色により炎症性サイトカイン(TNF-α、IL-6)、神経成長因子受容体TrkAの発現について評価し、ゲル充填群では髄核穿刺吸引群に比べTNF-α、IL-6、TrkA陽性細胞率が有意に低値であった。さらにラット尾椎椎間板変性モデルではゲルを充填した群で有意に疼痛関連行動が抑制された。
本研究結果より高純度硬化性ゲルは椎間板性疼痛に関連するサイトカインと神経成長因子の発現を抑制する効果が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究より、高純度硬化性ゲルはこれまで報告してきた椎間板組織変性の抑制効果に加え、椎間板性疼痛に関連するサイトカインと神経成長因子の発現を抑制する効果がウサギ腰椎椎間板変性モデルおよびラット尾椎椎間板変性モデルにおいて示された。さらに疼痛関連行動評価においても改善がみられ、椎間板ヘルニア手術後の椎間板内の炎症性サイトカイン産生が高純度硬化性ゲルにより抑制されることで、椎間板損傷部の疼痛軽減に寄与すると考えられた。
これらの結果より、高純度硬化性アルギン酸ゲル埋植は椎間板ヘルニアに対する髄核摘出術後の疼痛軽減などに有用である可能性が示唆された。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Risk factors of multidrug-resistant pyogenic spondylitis in thoraco-lumbar spine: A retrospective study of 122 cases2022

    • 著者名/発表者名
      Yamada Katsuhisa、Takahata Masahiko、Ito Manabu、Nagahama Ken、Iwata Akira、Endo Tsutomu、Sudo Hideki、Ishiguro Nobuhisa、Iwasaki Norimasa
    • 雑誌名

      Journal of Orthopaedic Science

      巻: 27 号: 1 ページ: 95-100

    • DOI

      10.1016/j.jos.2020.11.020

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biomaterials and Cell-Based Regenerative Therapies for Intervertebral Disc Degeneration with a Focus on Biological and Biomechanical Functional Repair: Targeting Treatments for Disc Herniation2022

    • 著者名/発表者名
      Yamada K, Iwasaki N, Sudo H.
    • 雑誌名

      Cells

      巻: 11 号: 4 ページ: 602-602

    • DOI

      10.3390/cells11040602

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Unintentional Fusion in Preserved Facet Joints without Bone Grafting after Percutaneous Endoscopic Transforaminal Lumbar Interbody Fusion2021

    • 著者名/発表者名
      Yamada Katsuhisa、Nagahama Ken、Abe Yuichiro、Murota Eihiro、Hiratsuka Shigeto、Takahata Masahiko、Iwasaki Norimasa
    • 雑誌名

      Spine Surgery and Related Research

      巻: 5 号: 6 ページ: 390-396

    • DOI

      10.22603/ssrr.2020-0232

    • NAID

      130008121128

    • ISSN
      2432-261X
    • 年月日
      2021-11-27
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Exploratory clinical trial on the safety and capability of dMD-001 in lumbar disc herniation: Study protocol for a first-in-human pilot study2021

    • 著者名/発表者名
      Yamada Katsuhisa、Kenichiro Maeda、Ito Yoichi M.、Inage Fujio、Isoe Toshiyuki、Yokota Nozomi、Sugita Osamu、Sato Norihiro、Tha Khin Khin、Iwasaki Norimasa、Arato Teruyo、Sudo Hideki
    • 雑誌名

      Contemporary Clinical Trials Communications

      巻: 23 ページ: 100805-100805

    • DOI

      10.1016/j.conctc.2021.100805

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Morphological analysis of Kambin's triangle using 3D CT/MRI fusion imaging of lumbar nerve root created automatically with artificial intelligence2021

    • 著者名/発表者名
      Yamada Katsuhisa、Nagahama Ken、Abe Yuichiro、Hyugaji Yoshinori、Takahata Masahiko、Iwasaki Norimasa
    • 雑誌名

      European Spine Journal

      巻: 30 号: 8 ページ: 2191-2199

    • DOI

      10.1007/s00586-021-06916-y

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanical Analysis of Notch-Free Pre-Bent Rods for Spinal Deformity Surgery2020

    • 著者名/発表者名
      Yamada Katsuhisa、Sudo Hideki、Iwasaki Norimasa、Chiba Akihiko
    • 雑誌名

      SPINE

      巻: 45 号: 6 ページ: E312-E318

    • DOI

      10.1097/brs.0000000000003269

    • NAID

      130008106292

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Morphological analysis of Kambin's triangle using three-dimentional CT/MRI fusion imaging of lumbar nerve root created automatically with artificial intelligence.2022

    • 著者名/発表者名
      Yamada K, Nagahama K, Abe Y, Hyugaji Y, Takahata M, Iwasaki N
    • 学会等名
      AAOS 2022 Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of surgical indications for full endoscopic discectomy at L5/S level using 3D lumbar nerve MRI images created automatically with artificial intelligence.2022

    • 著者名/発表者名
      Yamada K, Nagahama K, Abe Y, Hyugaji Y, Ukeba D, Takahata M, Iwasaki N
    • 学会等名
      Combined meeting of 2nd Society of Minimally Invasive Spine Surgery, Asia-Pacific Section(SMISS AP), 5th International MISt meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 経椎間孔アプローチに基づいたKambin’s triangleの3次元的形態解析 -AIにて自動作成した3D腰椎神経根画像を用いて-2022

    • 著者名/発表者名
      山田勝久,長濱賢,安倍雄一郎,日向寺義則,須藤英毅,岩田玲,遠藤努,長谷部弘之,藤田諒,高畑雅彦,岩崎倫政
    • 学会等名
      第95回日本整形外科学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 低侵襲腰椎椎体間固定術後の温存椎間関節における骨癒合-全内視鏡下腰椎椎体間固定術PETLIFでの検討-2022

    • 著者名/発表者名
      山田勝久 長濱賢 安倍雄一郎 須藤英毅 岩田玲 遠藤努 長谷部弘之 藤田諒 高畑雅彦 岩崎倫政
    • 学会等名
      第95回日本整形外科学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Unintentional facet fusion without bone grafting after minimally invasive lumbar interbody fusion: A retrospective study of percutaneous endoscopic transforaminal lumbar interbody fusion.2021

    • 著者名/発表者名
      Yamada K, Nagahama K, Abe Y, Takahata M, Iwasaki N
    • 学会等名
      13th combined meeting of APSS-APPOS
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Percutaneous Endoscopic Transforaminal Lumbar Interbody Fusion (PETLIF) -A New Modified Technique for Treating Degenerative Lumbar Spondylolisthesis-.2021

    • 著者名/発表者名
      Yamada K, Nagahama K, Abe Y, Hyugaji Y, Takahata M, Iwasaki N
    • 学会等名
      7th world congress of minimally invasive spine surgery & techniques
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 胸腰椎化膿性脊椎炎に胸腔感染を併発すると感染が遷延する -経皮的内視鏡下洗浄ドレナージ術84例の後ろ向き観察研究-2021

    • 著者名/発表者名
      山田勝久,高畑雅彦,伊東学,長濱賢,岩田玲,遠藤努,百貫亮太,須藤英毅,岩崎倫政
    • 学会等名
      第94回日本整形外科学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] AIにて自動作成した3D腰神経根画像を用いたKambin’s triangleの形態解析 -経椎間孔アプローチ手術の安全性向上のために-2021

    • 著者名/発表者名
      山田勝久,長濱賢,安倍雄一郎,日向寺義則,高畑雅彦,岩崎倫政
    • 学会等名
      第94回日本整形外科学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 膿瘍腔が大きい化膿性椎体椎間板炎は感染遷延・再燃の危険因子である-経皮的内視鏡下掻爬術55例の後ろ向き観察研究-2020

    • 著者名/発表者名
      山田勝久,高畑雅彦,伊東学,長濱賢,須藤英毅,岩田玲,遠藤努,辻本武尊,岩崎倫政
    • 学会等名
      第93回日本整形外科学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] コバルトクロムnotch-freeプリベントロッドは脊柱変形矯正手術に有用である-曲げ加工法および金属材料における力学特性の検討-2020

    • 著者名/発表者名
      山田勝久,須藤英毅,岩崎倫政,千葉晶彦
    • 学会等名
      第93回日本整形外科学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 経椎間孔アプローチ手術におけるsafety working areaの形態計測 -3D腰椎神経根Volume Rendering画像解析-2020

    • 著者名/発表者名
      山田勝久,長濱賢,室田栄宏,平塚重人,高畑雅彦,岩崎倫政
    • 学会等名
      第35回日本整形外科基礎学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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