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研究目的は、ラット大腿骨に仮骨延長術を応用して骨誘導を行い、その骨成熟過程を生物物理学的手法を用いて明らかにすることである。
まず、ラット大腿骨の骨I型コラーゲン構造を、赤外分光法および熱分析法を用いて解析した。赤外分光法では、骨組織から得られたスペクトルの強度比mineral(リン酸イオン)/matrix ratio(アミド1)を算出した。熱分析法では、I型コラーゲン構造の転移に伴うエンタルピー変化および転移温度、吸熱ピークの半値幅など構造転移の指標としてのパラメーターを得た。さらに、骨延長部の骨に対して固体NMR法を用いたT1緩和時間を測定し、固体としての骨の分子運動状態を評価した。これらいずれの生物物理学的解析においても、大腿骨I型コラーゲンの解析や骨の物性評価が行えることを明らかにした。
仮骨延長は大腿骨骨幹部の骨切りを行い、1週間のlag Phaseをおいた後、1日2回、0.25mmずつ21日間の仮骨延長の操作を行った。その結果、ラット大腿骨では、実際に本条件で仮骨延長が行えることを確認した。平成14年度は、21日間の仮骨延長終了直後、骨延長終了後31週、6週、9週、12週、15週において仮骨延長術で誘導された骨組織を採取して、前掲の生物物理学的研究手法で得られた結果と、pQCT法や骨強度試験で得られた結果とを照合し、骨強度を決定する因子を発見する。
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