| 研究概要 |
関節軟骨の力学特性は含水率に大きく依存する。したがって関節軟骨の含水率を定量的に評価することが出来れば,初期OAに見られる関節軟骨変性を評価することが可能であると考えられる。そこで本研究では,近赤外線分光法を応用した近赤外線水分計を用いてゼラチン,ヒト正常関節軟骨の吸光度を測定し,別に測定した含水率と比較検討を行った。また近赤外線水分計による吸光度測定の妥当性を確かめるため,モンテカルロ法による数値シミュレーションを行い,実験値と比較検討を行った。
試料にはゼラチンおよびヒト正常関節軟骨を用いた。ゼラチンは含水率(60〜80%)と厚さ(1〜5mm)が異なるものを作製した。ヒト正常関節軟骨は大腿骨頚部骨折手術時に摘出された大腿骨頭(91歳,女性)から採取した(試料数n=11)。近赤外線水分計は本研究で試作したもので,参照波長1.3μmと水の吸収波長1.46μmにおける反射光強度が測定できる。
含水率と近赤外線吸光度の関係を測定し,また,数値シミュレーションを行って,含水率が試料の厚さ方向で変化する場合の吸光度について検討した。その結果,以下の結論を得た。
(1)近赤外線水分計で測定される吸光度の値は,厚さによって反射光強度が変化する参照波長の影響が含まれているため,軟骨のように含水率が厚さ方向で変化する試料では,吸収波長のみのデータに基づいて検討する必要がある。
(2)近赤外線水分計を用いて吸収波長の到達深度までの含水率を定量的に測定することが可能である。
(3)近赤外線水分計を用いて,ヒト関節軟骨の表層における含水率を定量的に測定することが可能である。
以上,本研究によってヒト関節軟骨の含水量を定量的に測定することが可能となった。
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