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近年、人工関節手術件数は飛躍的に増加し、術後遷延痛が大きな問題となっている。申請者は、人工関節術後遷延痛の発生機序を解明し、その治療法および予防法を確立することを目指している。本研究では、術後痛の評価が可能な人工関節置換術の動物モデルを作成することを計画した。
当初、ラットの膝関節に臨床で使われているシリコン製人工指関節を挿入する予定であったが、人工関節の固定性に問題あり断念した。また、固定性を高めるために金属、セラミック製の人工関節も試みたが、関節の脱臼を来し術後の歩行解析が不可能であった。最終的に大腿骨頭置換モデルに予定変更して、課題を克服しモデルの作成に成功した。使用した人工関節は、ラット大腿骨近位部分を忠実に再現するため、３Dプリンタを用いて新しく作製した。また、初期固定性を高めるため骨セメントを使用することや、脱臼予防のために特別な手術アプローチを採用する工夫など、試行錯誤しながら本モデルを完成させた。
本モデルにおいて、術後痛を人工関節置換を行わない関節破壊モデルを対照として比較検討した。結果、本モデルでは行動学的に術後痛を2週間認めるが、その後徐々に回復し歩行機能もほぼ正常化する。また、脊髄後根神経節細胞にみられる疼痛関連分子の発現量は、行動学的な結果と相関していた。さらに、本モデルに坐骨神経部分結紮操作を加えることによって、4週間以上疼痛が遷延化する術後遷延痛モデルも作成可能であることを確認した。
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