整形外科手術の低侵襲化への骨形成タンパク(BMP)利用の基本理論と手技の確立

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11357015
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 研究機関: 信州大学
• 研究代表者: 高岡 邦夫 信州大学, 医学部・整形外科学, 教授 (30112048)
• 研究分担者: 上村 幹男 信州大学, 医学部・整形外科学, 助手 (60273091) ; 清水 富永 信州大学, 医学部・附属病院整形外科, 助手 (40283270) ; 斎藤 直人 信州大学, 医学部・整形外科学, 講師 (80283258) ; 高橋 浩一郎 山内製薬株式会社, 創薬研究本部, 主任研究員 ; 岡田 隆雄 多木化学株式会社, 開発本部研究所, 有機化学グループ長
• キーワード: 骨形成タンパク / 骨形成 / 低侵襲手術 / 人工担体 / 被吸収性ポリマー

研究概要

1.BMP担体用ポリマーの改良と至適化.従来開発してきたPLA-PEGポリマーをさらに改良してより低用量のBMPによって有効に骨形成を惹起できるものを開発した。
2.BMP/合成担体(ポリ乳酸-ポリエチレン共重合体、PLA-PEG)複合体注入による低侵襲脊椎前方固定法の開発.ビーグル犬を用い、その胸椎固定をBMP/PLA複合体の注入によって試みた。脊椎前方の胸壁胸膜下に50μg、または100μgのリコンビナントBMP-2を含有したPLA-PEGを1ml注入し、レントゲン撮影により経時的に観察している。100μgBMP群で8週後に骨形成が観察できた。現在個体数を増加し、椎体固定の平均所用時間、椎間固定成功頻度および組織学的検索を行っている。
3.大腿骨近位部骨欠損修復を目指した動物実験.人工股関節再置換に際しての大きな問題となっている近位大腿骨欠損を再生修復する方法の開発を始めた。BMP/合成担体複合体と人工骨頭を複合させて骨形成促進活性を持たせたビーグル犬の大腿骨頭および近位大腿骨骨幹部を切除してその人工骨頭を設置した。手術後4週で人工骨頭周囲の骨欠損部に大量の骨形成が観察できた。この方法の骨欠損修復に対する有効性についてさらに詳細な検討を行っている。
4.骨形成増幅効果を有する薬剤の検索。骨折などの骨損傷修復反応で見られるBMPの遺伝子発現の局所的亢進によって骨折治癒療法の低侵襲化および能率化を試みている。現在のところBMPの拮抗サイトカインであるTNF-alphaの産生抑制効果があるphosphodiesterase type4阻害剤の投与によって骨再生が促進できることがわかった。
現在その作用機序について検索を行っている。

研究成果

• [文献書誌] Hidai, Y., Ebara, S., Takaoka, K.: "Treatmant of cervical compressive mvelopathy with a new dorsolateral decompressive procedure."Journal of Neurosurgery(Spine 2). 90. 178-185 (1999)
• [文献書誌] Kamimura, M., Ebara, S., Takaoka, K.: "Accurate pedicle screw insertion under the control of a computer-assisted image guiding system"Journal of Orthopaedic Science,. 4. 197-206 (1999)
• [文献書誌] Tsutsumimoto, H. Takaoka, K.: "IL-1 and TNF-α suppress N-cadherin expression in MC3T3-E1 cells."Journal of Bone and Mineral Research. 14. 1751-1760 (1999)
• [文献書誌] Saito, N., Okada, T., Takaoka, K.: "New svnthetic absorbable polymers as BMP carriers: Plastic properties of poly-D,L-lactic acid-polyethylene glycol block copolymers."Journal of Biomaterial Research.. 47. 104-110 (1999)
• [文献書誌] Nakamura, I.., Ikekawa, S., Takaoka, K.: "Association of the human NPPS gene with ossification of the posterior longitudinal ligament of the spine."Human Genetics.. 104. 492-497 (1999)
• [文献書誌] Kawasaki, S., Ebara, S., Nkamura, K. and Takaoka, K.: "The E-box motif. recogneized by tissue-specific nuclear factor(s), is important for BMP-4 gene expression."Biochemical and Biophysical Research Communication.. 263. 560-565 (1999)
• [文献書誌] 上村幹男,江原宗平,高岡邦夫: "側彎症に対する胸腔鏡視下脊椎手術の検討"臨床整形. Vol.34. 1455-1461 (1999)
• [文献書誌] Ryohei Ashizawa, Mikio Kamumura, kunio Takaoka: "Percutaneous transpediculara biopsy of thoracic and lumbar vertebrate-method and diagnostic validity,"Surgical Neurology. Vol.52. 545-551 (1999)
• [文献書誌] Mikio Kamimura, Ebara Sohei, Kunio Takaoka.: "Accurate pedicle screw insertion under control using a computer-assisted image guiding system"Laboratory test and clinical study, J Orthop, Sci. Vol.14. 197-206 (1999)
• [文献書誌] Mikio Kamimura, Sohei Ebara, Kunio Takaoka,: "Anterior Surgery with short Fusion using Zielke procedure for Thoracic Scoliosis-Focus on the Correction of Compensatory Curves"Journal of Spinal Disorders. Vol.12. 451-460 (1999)
• [文献書誌] 上村幹男、伊東秀博、高岡邦夫.: "ナビゲーションシステムの利点と問題点"脊椎脊髄ジャーナル. Vol.12. 97-102 (1999)
• [文献書誌] 上村幹男、江原宗平、高岡邦夫: "コンピュータナビゲーションシステムの画像診断への応用"臨床整形. Vol.347. 993-999 (1999)
• [文献書誌] Kobayashi,S,Shimizu,T.,Takaoka,K.: "Advantage of concurrent use of anabolic and antiresorptive agents over single use of these agents in increasing trabecular bone volume, connectivity and biochemical competence of rat vertebrae."Bone. 25. 703-712 (1999)
• [文献書誌] Kamimura,M.,Ebara,S.,Tanaka,K: "Anterior surgery with short fusion using the Zielke procedure for thoracic scoliosis;Focus on the correction of compensatory curves."J.Spinal Dysorders. 12. 451-460 (1999)
• [文献書誌] Ahsizawa, R.., Ohtsuka, K., Takaoka, K.: "Percutaneous transpedicular biopsy of thoracic and lumber vertebrate -Method and diagnostic validity-."Surgical Neurology. 52. 545-551 (1999)
• [文献書誌] Tominaga Shimizu, et al: "Liposarcoma of the left thigh"Modern Surgical Challenges for Musculoskeletal Sarcoma. 8巻. 79-94 (1999)
• [文献書誌] 高岡邦夫、清水富永: "骨粗鬆症の薬物療法の目的"The BONE. 14巻. 59-62 (2000)
• [文献書誌] Saito N, Okada T, Toba S, Miyamoto S, Takaoka K.: "New svnthetic absorbable polymers as BMP-carriers: plastic properties of poly-D, L-lactic acid-polyethylene glycol block copolymers."J Biomed Mater Res.. 47. 104-110 (1999)
• [文献書誌] 斎藤直人、高岡邦夫: "BMPの臨床応用に向けての研究"整・災外. 42. 953-958 (1999)
• [文献書誌] 斎藤直人: "骨形成因子(BMP)と人工担体による骨組織の再生"信州医誌. 47. 189-190 (1999)
• [文献書誌] 上村幹男: "整形外科 最新の治療:ナビゲーションシステムによる手術"南江堂. 2 (1999)
• [文献書誌] 上村幹男、江原宗平、高岡邦夫: "整形外科 最新の治療:先天性脊柱側彎"南江堂. 2 (1999)
• [文献書誌] 清水富永: "最新・骨粗鬆症"高岡邦夫. 640 (1999)
• [文献書誌] Takaoka K, Saito N, Miyamoto S, Yoshikawa H, Okada T: "Bone-inducing implants"Elsevier Science B.V., Amsterdam. 10 (1999)