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スポーツ傷害後の骨量維持のための新たな通電刺激法の試みとその応用性の検討

研究課題

研究課題/領域番号 21K11456
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分59020:スポーツ科学関連
研究機関東洋大学

研究代表者

大迫 正文  東洋大学, 健康スポーツ科学部, 教授 (60152104)

研究分担者 中井 真悟  常葉大学, 健康プロデュース学部, 講師 (10825540)
藤川 芳織  昭和大学, 歯学部, 助教 (60805943)
柴田 俊一  北海道医療大学, 歯学部, 客員教授 (80187400)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023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)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードラット / 後肢加重低減 / 骨量減少 / VP通電刺激 / 組織学的分析 / 免疫組織学的分析 / 形態計測 / 骨量維持効果 / ベクトルポテンシャル / 通電刺激 / 骨量維持 / 通電条件 / 加重低減 / 経皮通電 / 鍼通電 / VP通電 / 海綿骨骨密度 / 海綿骨骨梁幅 / ラット大腿骨 / 骨量 / 組織構造
研究開始時の研究の概要

受傷したアスリートは競技への早期復帰を目指して、リハビリ初期からトレーニングに励むことが多い。しかし、運動が制限された状態でそれを進めなくはならなく、そこにトレーニングの限界があることから、運動せずに骨量維持を図れる可能性のある通電刺激法に期待が寄せられる。本研究では、最近開発されたベクトル・ポテンシャル装置を用いた通電刺激が、骨量や関節軟骨、オスグッド病が現れる脛骨粗面に及ぼす効果を検証する。

研究成果の概要

1年目は基礎研究として、後肢懸垂したラットを用いて、ベクトルポテンシャル(VP)、針および経皮通電刺激による脛骨の骨量維持効果を比較検討した。その結果、後肢懸垂群では骨量が顕著に減少したが、通電刺激群では骨量が維持され、特にその効果はVP通電刺激群で明瞭であった。2年目は、VP通電装置のより効果的な通電条件について比較検討した。週当たりの介入頻度は多い条件が有効で、30分/日以上の介入で有効な結果が得られた。また、電圧および周波数も高い方が有効であった。3年目は軟骨や関節包へのVP通電刺激の可能性について検討し、いずれの組織においてもVP通電刺激は組織構造の維持に有効であることが認められた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

今日、高齢化に伴って骨粗鬆症、変形性膝関節症および関節拘縮の患者が増加の一途を辿っている。それらには薬物療法が広く行われているが、副作用があることも指摘されている。本研究は、動物実験によって、VP通電刺激が安全かつ有効な通電手段であることを証明し、それらの疾患の治療・予防に寄与し得る可能性を示唆した。また、この装置は周波数が高いほど装置の小型化が可能となるが、本研究では高い周波数領域でそれらの疾患の治療および予防効果が高いことが証明された。これらのことは社会実装を考える上でも本研究の成果が有効であることを意味する。これらの点に本研究の学術的および社会的意義があると思われる。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (49件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 8件) 産業財産権 (5件) (うち外国 3件)

  • [雑誌論文] Effects of Callus Formation during Bone Repair in Tibia Injured Rats on Hematopoietic Stem Cells Around the Callus2023

    • 著者名/発表者名
      Yashima Nao, Minamizono Wataru, Yang Chuwei, Ohsako Masafum
    • 雑誌名

      Bull. Grad. School Toyo Univ,

      巻: 59 ページ: 143-150

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Histological study in structure of cancellous bone at different site in growing rats2023

    • 著者名/発表者名
      Wataru, YASHIMA Nao, Xu Siqin, OHSAKO Masafumi
    • 雑誌名

      Bull. Grad. School Toyo Univ

      巻: 59 ページ: 185-196

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Eccentric contractions during downhill running induce Osgood-Schlatter disease in the tibial tuberosity in rats: a focus on histological structures2023

    • 著者名/発表者名
      Hirai Suito, Kaoru Fujikawa, Masafumi Ohsako
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13(1)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Vector potential dual effect of promoting the proliferation of chondrocytes and inhibiting the calcification process in the articular cartilage2023

    • 著者名/発表者名
      Hirai Suito, Wataru Minamizono, Nao Yashima, Hiroya Matsunaga, Kaoru Fujikawa, Masafumi Ohsako
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13(1)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ENPP1 downregulation and FGF23 upregulation in growth‐related calcification of the tibial tuberosity in rats2023

    • 著者名/発表者名
      Hirai Suito, Kaoru Fujikawa, Masafumi Ohsako
    • 雑誌名

      J.Anatomy

      巻: 224(2) ページ: 333-342

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 後肢不動化モデルラットの大腿骨骨折線に及ぼす鍼通電刺激効果の組織学的解析2023

    • 著者名/発表者名
      中井真悟、宇南山 伸、大迫正文
    • 雑誌名

      全日本鍼灸学会雑誌

      巻: 73(2) ページ: 121-130

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study in effects of electrical stimulation of different intervention durations of intervention with electrical stimulation on structural changes of tibial articular cartilage induced by hind-limb suspension in rats2022

    • 著者名/発表者名
      ZENG, Xueqian, SUITOU, Hirai, MINAMIZONO, Wataru, YASHIMA,Nao, YANG,Chuwei, OHSAKO, Masafumi
    • 雑誌名

      Bull. Grad. Sch. Toyo Univ.

      巻: 57 ページ: 185-194

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Histological study on structural changes in articular capsule with growth in rats2022

    • 著者名/発表者名
      ANG,Chuwei,ZENG, Xueqian, SUITOU, Hirai, MINAMIZONO, Wataru, YASHIMA,Nao, OHSAKO, Masafumi
    • 雑誌名

      Bull. Grad. Sch. Toyo Univ.

      巻: 57 ページ: 221-246

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Effect of transcutaneous electrical stimulation of the different intervention frequency on bone structure of femur in hindlimb-suspended rats2021

    • 著者名/発表者名
      Minamizono,W.,Zeng, X.Q., Suitou,H., Yashima,N.,Young, C.W., Ohsako,M.
    • 雑誌名

      Bull. Grad. Sch. Toyo Univ.

      巻: 5656 ページ: 173-184

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Structural changes in attaching sites of tendon of femoral quadriceps muscle in growing rat2021

    • 著者名/発表者名
      Suitou H., Zeng X.Q., Minamizono W.,Ohsako M.
    • 雑誌名

      Bull. Grad. Sch. Toyo Univ.

      巻: 56 ページ: 185-194

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Effects of different forms of exercise on structures of tibial articular cartilage in rats2021

    • 著者名/発表者名
      Zeng X.Q.,Suitou H., Minamizono W.,Ohsako, M
    • 雑誌名

      Bull. Grad. Sch. Toyo Univ.

      巻: 5656 ページ: 195-207

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 加重低減に伴うラット大腿骨の構造変化に及ぼす異なる周波数の通電刺激の影響2021

    • 著者名/発表者名
      小林宗弘、望月将希、大迫正文
    • 雑誌名

      ライフデザイン学研究

      巻: 1616 ページ: 131-140

    • NAID

      120007035447

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 後肢懸垂ラットの異なる部位の骨構造に及ぼす 経皮通電刺激の影響2021

    • 著者名/発表者名
      望月将希、小林宗弘、大迫正文
    • 雑誌名

      ライフデザイン学研究

      巻: 1616 ページ: 195-203

    • NAID

      120007035438

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of VP electrcal stimulation on healing of bone injury in rats' tibias2023

    • 著者名/発表者名
      Nao Yashima, Hirai Suito, Wataru Minamizono, Masafumi Ohsako
    • 学会等名
      28th Annual Congress of the European College of Sport Science
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of noncontact electrical stimulation under different conditions on bone structures of mechanical unloading rats2023

    • 著者名/発表者名
      Wataru Minamizono, Nao Yashima, Masafumi Osako
    • 学会等名
      28th Annual Congress of the European College of Sport Science
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 短期間の通電刺激がラット関節軟骨の石灰化に及ぼす効果2023

    • 著者名/発表者名
      門間天空, 水藤飛来, 南園 航, 八嶋奈央, 大迫正文
    • 学会等名
      第128回日本解剖学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 異なる時間のベクトルポテンシャル刺激が荷重低減に伴う骨量減少に及ぼす効果2023

    • 著者名/発表者名
      南園 航、八嶋奈央、徐 思琴、大迫正文
    • 学会等名
      第128回日本解剖学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 骨折を想定した骨損傷モデルラットにおける腰椎体皮質骨の組織学的特徴2023

    • 著者名/発表者名
      八嶋奈央, 南園航、徐思琴、大迫正文
    • 学会等名
      第128回日本解剖学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 発育期ラットの骨端板の軟骨細胞における雌雄差に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      徐 思琴、八嶋奈央、南園航、大迫正文
    • 学会等名
      第128回日本解剖学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Effects of Noncontact Current Stimulation on Bone Healing in a Rat Leg Fracture Model2023

    • 著者名/発表者名
      Nao Yashima, Wataru Minamizono, Siqin Xu, Hirai Suito, Masafumi Ohsako
    • 学会等名
      日本骨代謝学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 後肢加重低減ラットにおける大腿骨の構造に及ぼす高周波数の通電刺激の効果2023

    • 著者名/発表者名
      南園航, 水藤飛来, 八嶋奈央, 松永拓也, 中井真悟, 大迫正文
    • 学会等名
      第32回日本柔道整復接骨医学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ラット脛骨骨端部における骨損傷が遠隔に位置する腰椎椎体の皮質骨に及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      八嶋奈央, 水藤飛来, 南園航, 松永拓也, 中井真悟, 大迫正文
    • 学会等名
      第32回日本柔道整復接骨医学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 発育に伴うラット関節軟骨の組織学的構造変化ー石灰化層の変化を中心に2023

    • 著者名/発表者名
      松永拓也, 水藤飛来, 南園航, 八嶋奈央, 中井真悟, 大迫正文
    • 学会等名
      第32回日本柔道整復接骨医学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 異なる電流による通電刺激が後肢荷重低減下のラット大腿骨の構造に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      南園航、八嶋奈央、徐思琴、大迫正文
    • 学会等名
      日本体力医学会第77回大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 後肢荷重低減が幼若ラットの大腿骨骨頭の構造に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      八嶋奈央、南園航、徐思琴、大迫正文
    • 学会等名
      日本体力医学会第77回大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Effects of noncontact electrical stimulation under different electrical conditions on bone structure of mechanical unloading rats2022

    • 著者名/発表者名
      Zeng,X. Q. , H. Suito, , W. Minamizono, N. Yashima, C. Yang, K. Fujikawa, M. Ohsako
    • 学会等名
      European College Sport Science
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of electrical stimulation at different frequencies on the structure of tibial articular cartilage in hindlimb-suspended rats2022

    • 著者名/発表者名
      Zeng,X. Q. , H. Suito, , W. Minamizono, N. Yashima, C. Yang, K. Fujikawa, M. Ohsako
    • 学会等名
      European College Sport Science
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 後肢懸垂ラットによる異なる介入頻度の経皮通電刺激がラット大腿骨の骨構造に及ぼす影響に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      南園 航、曾 雪倩、水藤飛来、岩本紗由美、大迫正文
    • 学会等名
      第126回日本解剖学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 下りトレッドミル走運動によるラット脛骨粗面の構造変化に物理刺激が与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      水藤飛来、南園 航、中井真悟、大迫正文
    • 学会等名
      第29回柔道整復接骨医学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 加重低減に伴う骨構造の変化に及ぼす経皮通電刺激の効果2021

    • 著者名/発表者名
      南園 航、水藤飛来、中井真悟、大迫正文
    • 学会等名
      第29回柔道整復接骨医学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 下りトレッドミル走による発育期ラット脛骨粗面の構造変化に対する経皮通電刺激の影響2021

    • 著者名/発表者名
      水藤飛来、曾 雪倩、南園 航、 鈴木哲郎 、岩本紗由美 、大迫正文
    • 学会等名
      第126回日本解剖学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 後肢懸垂に伴うラット脛骨関節軟骨の構造変化に及ぼす通電刺激の影響2021

    • 著者名/発表者名
      曾 雪倩、水藤飛来、南園 航、 鈴木哲郎、大迫正文
    • 学会等名
      第126回日本解剖学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Effects of nonattached electrical stimulation on structures of lumbar vertebrate in hindlimb -suspended rats2021

    • 著者名/発表者名
      Ohsako,M., Zeng,X.-Q., Suito,H., Minamizono,W., Yashima,N., Yang.C.
    • 学会等名
      26th European College of Sport Medicine
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study in effects of different periods of interventions with electrical stimulation on structural changes of tibial articular cartilage induced by hind-limb suspension in rats2021

    • 著者名/発表者名
      Zeng, X.-Q., Suito,H., Minamizono,W., Yashima,N., Yang.C. Ohsako,M.
    • 学会等名
      26th European College of Sport Medicine
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of transcutaneous electrical stimulations to different sites after down-hill treadmill running on the tissue structure of tibial tuberosity in rats2021

    • 著者名/発表者名
      Suito,H., Zeng, X.-Q., Minamizono,W., Yashima,N., Yang.C. Nakai,S., Fujikawa,K. ., Iwamoto,S., Ohsako,M.
    • 学会等名
      26th European College of Sport Medicine
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study in effects of contact and no-contact electrical stimulations on structural changes of femur caused by mechanical unloading in rats2021

    • 著者名/発表者名
      Minamizono,W.,Zeng, X.-Q., Suito,H., Yashima,N., Yang.C. Ohsako,M.
    • 学会等名
      26th European College of Sport Medicine
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 加重低減によって引き起こされるラット脛骨関節軟骨の構造変化に対する異なる介入時間の通電刺激の影2021

    • 著者名/発表者名
      曾 雪倩、水藤飛来、南園 航、楊 楚薇、八島奈央、大迫正文
    • 学会等名
      第78回日本体力医学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 上りおよび下りトレッドミル走がラット脛骨粗面の石灰化過程に及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      水藤飛来、曾 雪倩、南園 航、楊 楚薇、八島奈央、岩本 紗由美、大迫正文
    • 学会等名
      第78回日本体力医学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 後肢加重低減に伴うラット大腿骨の初期の構造変化に対する非接触性通電刺激の影響2021

    • 著者名/発表者名
      南園 航、水藤飛来、曾 雪倩、楊 楚薇、八島奈央、大迫正文
    • 学会等名
      第78回日本体力医学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 加重低減に伴うラット脛骨関節軟骨の構造変化に及ぼす異なる介入時間の通電刺激の影響2021

    • 著者名/発表者名
      曾 雪倩、水藤飛来、南園 航、楊 楚薇、八島奈央、大迫正文
    • 学会等名
      第39回日本骨代謝学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ラット膝蓋靭帯埋入部の発育に伴う構造変化2021

    • 著者名/発表者名
      水藤飛来、曾 雪倩、南園 航、楊 楚薇、八島奈央、大迫正文
    • 学会等名
      第39回日本骨代謝学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ベクトルポテンシャル発生装置を用いた通電刺激によるラットの骨量維持の試み2021

    • 著者名/発表者名
      南園 航、水藤飛来、曾 雪倩、陽 楚薔、八島奈央、大迫正文
    • 学会等名
      第23日本骨粗鬆症学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 発育に伴うラット膝側副靭帯の構造変化に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      八島奈央、曽 雪倩、水藤飛来、南園 航、楊 楚薇、大迫正文
    • 学会等名
      第78回日本体力医学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 発育に伴うラット膝関節包の構造変化に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      楊 楚薇、曽 雪倩、水藤飛来、南園 航、八島奈央、大迫正文
    • 学会等名
      第78回日本体力医学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [産業財産権] U.S. Patent Application2023

    • 発明者名
      Masafumi OHSAKO,
    • 権利者名
      Masafumi OHSAKO,
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 特許願2023

    • 発明者名
      大迫正文
    • 権利者名
      大迫正文
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2023-066163
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [産業財産権] 脂肪細胞の数を制御する方法2023

    • 発明者名
      斎藤正樹、大迫正文
    • 権利者名
      斎藤正樹、大迫正文
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2023-066163
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [産業財産権] METHOD FOR TREATING LIVING BODY USING ELECTRICAL STIMULATOR2022

    • 発明者名
      K.TERAO, M.OHSAKO, X.Q.ZENG
    • 権利者名
      K.TERAO, M.OHSAKO, X.Q.ZENG
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2022-027532
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 電気刺激装置の作動方法及び電気刺激装置を用いる生体治療方法2022

    • 発明者名
      大迫正文、曽 雪倩、金子卓樹、斎藤正、デトモト、寺尾健治
    • 権利者名
      大迫正文、曽 雪倩、金子卓樹、斎藤正、デトモト、寺尾健治
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 外国

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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