関節軟骨細胞の石灰化誘導能に関する研究(関節軟骨の修復に関連して)

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04404060
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 岡 正典 京都大学, 生体医療工学研究センター, 教授 (20088537)
• 研究分担者: 中村 孝志 京都大学, 生体医療工学研究センター, 助教授 (10201675)
• キーワード: 関節軟骨細胞 / 関節軟骨の修復 / 軟骨細胞の石灰化 / 未分化問葉細織 / 硝子軟骨

研究概要

損傷された関節軟骨を修復するさいに、軟骨が決して石灰化ないしは、骨化しないことが望まれる。
私達は、犬の膝関節の自家骨軟骨移植実験において、up-side-downにインプラントした実験群では、軟骨細胞による修復が行われなかった事から、関節軟骨細胞は、細胞層によって形質、特に石灰化誘導能に関する形質に、本質的な差があるのではないかと考えた。本研究の目的は石灰化ないし軟骨細胞による関節軟骨の修復を可能にすると共に、軟骨細胞の形質及び培養条件下の形質維持についても、解明する事にある。
1)犬膝関節を用いて、自家骨軟骨移植とup-side-downに移植した実験群の関節軟骨修復過程を比較的に検討した結果、後者では術後3ヶ月で軟骨は繊維組織に修復され1部に骨化を認めた。 2)ラット関節軟骨細胞のIsograft,Allograftによる免疫学的差異についても12ケ月にわたって修復過程を観察した。その結果、両群間に術後8週の時点で軟骨下骨のリモデリングに差を認めたものの、12ケ月後には硝子軟骨による同様の修復を示した。尚、コントロールとしてコラーゲンのみインプラントした実験群では、繊維組織により修復された。
3)関節の骨軟骨欠損を修復させる一つの方法として、家兎の腸骨に骨切りを加え10日後の仮骨を利用して欠損部の修復を試みる研究を行った。骨切り10日後の仮骨は未分化問葉細胞に富み家兎膝関節内に作成した欠損部は2ケ月後に硝子軟骨により修復された。
以上の研究により、関節の骨軟骨欠損を修復にあたって、培養軟骨細胞による修復に免疫学的相違の少ないこと、骨折仮骨によっても修復されることなどが明かとなり、関節の修復に軟骨細胞の果たす役割がより明らかにされた。

研究成果

• [文献書誌] Noguchi.T.: "Repair of osteochondral defects with grafts of cultured chondrocytes.Comparison of allograft and isograft." Clin.Orthop.and RR.301. (1994)
• [文献書誌] Oka.M.: "Biomechanics of natural and artificial joints." Biomechanics in Orthopedics.282-298 (1992)
• [文献書誌] Matsusue,Y: "In vitro and in vivo studies on bioabsorbable ultra-high strength poly(L-lactide)rods." J.Biomed.Mot.Res.26. 1553-1567 (1992)
• [文献書誌] 速水 尚: "関節組織の衝撃吸収機構に関する研究" 日本臨床バイオメカニクス学会誌. 14. 137-141 (1992)
• [文献書誌] 田中 高廣: "超高速カメラによる関節の衝撃吸収機構の可視化" 日本臨床バイオメカニクス学会誌. 14. 149-153 (1992)
• [文献書誌] 外村 孝次: "関節面の接触を考慮した応力解析-表面置換型人工股関節のデザインについて-" 生体材料. 10. 122-136 (1992)
• [文献書誌] M.Ikenaga: "Localized hyperthermic treatment of experimental bone tumors with ferromagnetic caramics." J.Orthop.Res.11. 849-855 (1993)
• [文献書誌] 岡 正典: "生体関節と人工関節のバイオメカニクス(日整会研修講演)" 日整会誌. 67. 535-547 (1993)
• [文献書誌] 速水 尚: "関節材料の衝撃吸収能に関する研究2-正常人関節組織の衝撃吸収能に及ぼす間質水と組織の複合構造化の効果-" 生体材料. 11. 14-19 (1993)
• [文献書誌] K.Shimizu: "Time-dependent change in the mechanical properties of zirconia ceramic." J.Biomed.Mat.Res.27. 729-734 (1993)
• [文献書誌] T.Kitsugi: "Diphosphonate on bonding between glass-caramics containing apatite and Wollastonite and mature male rabbit bone." Calcif.Tissue.Int.52. 378-385 (1993)
• [文献書誌] M.Oka: "Load-bearing mechanism of natural and artificial joints." Hip Biomechanics Springer. 255-263 (1993)
• [文献書誌] 岡 正典: "高分子量ヒアルロン酸の関節潤滑機構に及ぼす効果" 日本リウマチ関節外科会誌. 12. 259-266 (1993)
• [文献書誌] 速水 尚: "人工関節軟骨PVAハイドロゲルの衝撃吸収機能に関する研究" 日本臨床バイオメカニクス学会誌. 14. 143-147 (1992)
• [文献書誌] 速水 尚: "関節材料の衝撃吸収機能に関する研究3-PVA-hydrogelの損失係数に及ぼす分子量と含水率の効果-" 生体材料. 11. 79-84 (1993)
• [文献書誌] J.Delecrin: "Measurment of synovial fluid volume:A new Dilution Method adapted to fluid permeation from the synovial cavity." J.Rhenmetology. 19. 1746-1752 (1992)
• [文献書誌] 新谷 浩也: "生体関節と人工関節の人工関節の潤滑機構(第5報)" 日本臨床バイオメカニクス学会誌. 14. 225-228 (1992)
• [文献書誌] 速水 尚: "関節材料の衝撃吸収能に関する研究1-音響加振式損失係数測定装置の試作-" 生体材料. 10. 311-318 (1992)
• [文献書誌] 岡 正典: "日本臨床バイオメカニクス学会誌(14巻)" 生体関節と人工関節の負荷機構(第5報), 131-136 (1992)
• [文献書誌] K.Ohura: "J.Mat.Science(vol3)" Bioactivity of CaO・SiO_2 glasses added with various ions., 95-100 (1992)
• [文献書誌] K.Ikeuchi: "Thin films in Tribology" A model analysis of squeeze film effect in a hip joint., 513-520 (1993)
• [文献書誌] K.Ikeuchi: "Thin Films in Tribology" An experimental study of contact condition and friction in hip prosthesis., 521-527 (1993)
• [文献書誌] 田中 高広: "生体材料(11巻)" 関節の緩衝特性に関する研究, 280-291 (1992)
• [文献書誌] 山本 泰: "日本臨床バイオメカニクス学会誌(14巻)" インプラント周囲の骨修復に関する力学的シミュレーション, 19-24 (1992)