研究課題/領域番号 |
20K18034
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研究種目 |
若手研究
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配分区分 | 基金 |
審査区分 |
小区分56020:整形外科学関連
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研究機関 | 大分大学 |
研究代表者 |
金崎 彰三 大分大学, 医学部, 助教 (10813529)
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研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
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: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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キーワード | ラット / 大腿骨 / 開放骨折 / テリパラチド / BMP / カーボンナノチューブ / ラット大腿骨モデル / 骨欠損 |
研究開始時の研究の概要 |
通常では骨癒合が得られないラットの大腿骨骨欠損モデルを作成し、骨伝導性、生体適合性、細胞接着性を有するとされるカーボンナノチューブをBMPの担体として骨欠損部に使用することで骨癒合への効果を検討する。さらに、骨形成作用を持つテリパラチド、ロモソズマブ との併用での骨癒合効果についても検討を行う。
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研究実績の概要 |
通常では骨癒合が得られないラットの大腿骨骨欠損モデルを作成し、骨伝導性、生体適合性、細胞接着性を有するとされるカーボンナノチュー ブをBMPの担体と して骨欠損部に使用することで骨癒合への効果を検討する。さらに、骨形成作用を持つテリパラチド、ロモソズマブとの併用での骨癒合効果についても検討を 行う。 四肢開放骨折や骨髄炎、骨腫瘍摘出後などで巨大な骨欠損を生じることがあるが、その治療は長期に渡る上に難渋を極め、大きな社会的損失をもたらす。骨再建方法としては創外固定を用いた骨延長、血管塀付き遊離骨移植、Masquelet法が一般的であるが、骨癒合率を上昇させるための方法は未だ十分に確立されていない。本研究の目的はラット大腿骨骨欠損モデルにおいて、高い骨伝導能と分散性を持つexfoliated carbon nanofibers(以下ExCNFs)と骨形成作用を持つBone morphogenetic protein( 以下BMP)の併用により骨形成、骨癒合が促進されるかを検討することである。また副甲状腺ホルモン製剤や抗スクレロチン抗体の全身投与の併用による骨形成効果を検討する。 <令和2年度> ラット大腿骨骨欠損モデルを作成し、骨折部周囲に担体のみ(コントロール)、担体+ExCNFs 溶液(ExCNFsをL-glutamine溶液に分散させたもの)、担 体+BMP-2 (1 0μg)、担体+ ExCNFs+BMP-2を投与する各群10匹の計4群を作成し、骨形成作用を検討する。令和3年度、令和4年度は薬剤は変更し研究を進める。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
令和2年度、当院の動物実験施設が改修に入ってしまったためラットを使用した動物実験が制限され、計画通りの動物実験行えませんでした。 令和3年度より実験を開始しています。カーボンナノチューブの利用が困難となった関係から、ラット大腿骨開放骨折モデルを用いたテリパラチドの局所投与を用いた実験を行なっています。テリパラチドは単体の局所投与ではすぐに加水分解されてしまうため、ハイドロキシアパタイト・コラーゲンを局所投与の担体として使用しました。さらには担体をコラーゲンゲルに変更してテリパラチドの局所投与の効果を現在検討しています。
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今後の研究の推進方策 |
令和5年度:ラット大腿骨開放骨折モデルを用いて、テリパラチドの局所投与が骨形成を促進するかを検討する。また、BMPやゾレドロン酸も混合して使用して併 用効果についても検討予定である。 評価項目:術後8週に大腿骨を摘出し、レントゲン撮影を行い骨癒合を前後像、側面像で判定する。micro CT検査を行い、tissue volume, bon e volume, trabecular volume等を測定し、定量的に骨形成の状況を判定する。また、徒手的に骨癒合を確認し、定量的にも機械的強度を測定する。病理組織学的検討を行い、さらにBMP Smadシグナルにより最終的に形成されるタンパク質ID-1の発現を免疫染色し(Anti-Id1抗体,abcam )、定量的に測定することでBMPの働きを検討 する。採取した血液から骨形成因子、骨吸収因子を用いて測定し全身への影響を検討する。
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