| 研究課題/領域番号 |
22K09324
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分56020:整形外科学関連
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
三島 初 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (60361341)
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| 研究分担者 |
菅谷 久 筑波技術大学, 保健科学部, 准教授 (10752553)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 巨大骨欠損 / 自家筋膜周囲組織 / ウサギ / 筋膜周囲組織 / 骨欠損 / 幹細胞 / 人工骨 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年、巨大骨欠損に対し、体内の異物反応を利用したMasquelet法が報告されるようになった。Masquelet法は簡便で安定した治療成績が報告されているが、「二期的手術による治療期間の長期化」と「大量の自家骨移植を要する」ことが問題である。そこで、治療期間短縮に向けた取り組みとして、Masquelet法を応用した自家筋膜周囲組織(PAT)移植を併用した一期的手術法および大量の自家骨移植の代替として副甲状腺ホルモン併用投与下の自家骨髄由来間葉系幹細胞含浸人工骨の応用を考案した。本研究では、難治性巨大骨欠損に対するこれらの自家組織・自家幹細胞を応用した新規治療法の臨床応用の可能性を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
実験計画に沿って、12週齢の日本白色家兎の右大腿骨骨幹部に２０mmの巨大骨欠損を作成した。DepuySynthes社製MatrixMANDIBLE リコンプレート及び2.4mmロッキングスクリュー4本を用いて架橋プレート固定を行い実験モデルを作成した。自家骨は同側の腸骨翼より皮質骨付きの海綿骨を採取し、細かく粉砕して骨欠損部に移植することとした。PATも手術創の右大腿骨外側より40mmX40mmの十分なサイズが採取できることを確認した。当初予定していた実験計画では、PAT移植の有効性が判断できないと考え、計画を変更しControlとして、骨欠損部に自家骨移植のみを行う群を追加した。群間の内訳は①自家骨移植のみ群（Contorl）②自家骨移植＋PAT移植群③Masquelet群とし、各群はn=8とした。
実験モデルは麻酔の過量投与や感染などで数羽が死亡した。術後4週でレントゲン撮影を行い、8週で屠殺予定だったがX線撮影機器の故障があり、屠殺を延期し、各モデルとも２０週で屠殺した。２０週の屠殺時に骨癒合を確認できたのは①自家骨移植のみ群で１/７羽、②自家骨移植＋PAT移植群で０/５羽、③Masquelet群で7/7羽であった。偽関節化したモデルのうち、①自家骨移植のみ群2/６羽、②自家骨移植＋PAT移植群2/5羽で骨移植部の感染を確認した。③Masquelet群では感染を認めなかった。
初年度の結果としては、Masquelet群の骨形成能は非常に強く、自家骨移植にPAT移植を併用することの優位性は見いだせなかった。現在、各群の移植骨周囲の骨膜・軟部組織を組織検査に提出しており、PATの組織変化などを評価予定である。
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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
動物モデルの作成や採骨、PAT採取などの手技上の問題は特になかった。しかし、X線撮影機器の故障があり、予定通りのスケジュールで屠殺が行えず、当初の予定通りに評価を行うことが出来なかった。
また、偽関節部の感染を併発しているモデルが多かった。なかなか骨癒合が得られない場合、骨折部の不安定性が残存し、感染の温床になる可能性があると思われた。また、感染には手技の清潔度の問題もあると思われた。今後のモデル作りの際の手技は工夫が必要と思われた。
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| 今後の研究の推進方策 |
PAT移植の目的として、PAT特有の豊富な血管網による移植骨の早期再血流化を期待したが、実験モデルでの優位性は見いだせなかった。まだ組織の評価ができていないが、PATの血管網が何らかの原因で増えることなく、移植骨周囲に厚い線維性組織として生着してしまった可能性を考えている。形成外科領域の報告では、PAT移植にｂFGFの投与などを行い、血流のよい肉芽形成などを促進した報告があり、PAT移植単独ではなく、PATに血管内皮細胞増殖を促す薬剤投与を組み合わせることを検討している。今回の実験でPATをDMEM培地で細胞培養しており、PAT細胞とｂFGF溶液でin vitroでの血管増殖などを評価する予定である。
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