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2018 年度 実施状況報告書

関節内軟部組織の再生のための機能的 MR 画像と機械特性の関係性の構築

研究課題

研究課題/領域番号 18KK0104
研究機関大阪産業大学

研究代表者

花之内 健仁  大阪産業大学, 工学部, 教授 (40711643)

研究分担者 内田 宗志  産業医科大学, 医学部, 准教授 (60330990)
大槻 周平  大阪医科大学, 医学部, 講師 (20589840)
木下 和昭  四條畷学園大学, リハビリテーション学部, 助教 (20747498)
研究期間 (年度) 2019-02-07 – 2024-03-31
キーワード再生医療 / 質的MR画像 / 患者固有強度
研究実績の概要

本研究は、変形性関節症への新しい治療体系である、関節内の軟部組織(軟骨・半月板・靭帯・関節唇等)の再生医療(生体材料等の移植)に関するものであり、その目的としては、その関節内軟部組織の再生医療確立のための研究において、不足している力学特性の検討を十分に行うため、日本で入手困難な新鮮凍結屍体組織中の関節内軟部組織の力学特性を網羅的に調査することであった。
本年度は、採択時期が非常に遅かったこともあり、渡航できる状況にはなかったが、海外研究者と国内共同研究分担者とともに、第一段階の標的とする軟部組織の設定や、実験方法の確立の計画を進めることができた。具体的には、膝蓋骨軟骨を用いてその強度を計測することを、従来から一般的に用いられる圧縮試験器と、申請者が開発した、手術中に使用可能なプローブ形状を有する力学評価機器を用いて、その関連性を調査することを検討することにした。対象は10例とし、膝蓋骨軟骨を内側と外側の2つに分けて、15mmx20mmの調査範囲を設定し、5mm四方毎、つまり、一例につき24か所の部位を計測することで明らかにしていく予定である。
また、対応する機能的MR画像については、T1, T1rho mapping, T2*mapping, A UTE-MT sequenceのシーケンスで行うこととした。各シーケンスは0.5㎜スライスで撮影する予定にしており、上記の計測個所一つ一つに対応した値が計測でき、これらの値と圧縮試験器による強度との関連性を調査する予定である。
他、再生医療術後の至適な運動療法確立も本研究の目的の一つであるが、そのための非侵襲的に連続的に調査できる超音波計測機器を購入することとし、関節内部の軟部組織を動的評価も加えて評価できるかどうかを検討することにした。
以上当初の研究計画書に従い、本研究の目的を達成しうる実際の研究計画実行へのプロトコール作成を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

研究実績の概要のところで記載したように、年度終わり頃の採択であったこともあり、進捗としては遅れていると評価するしかない。しかし、次年度にすぐに実行できるための実際のプロトコールづくりは行えたので、次年度以降は改善できると考える。

今後の研究の推進方策

今年度の遅れをとり戻す方針を考えている。
先に述べたようにまずは標的とする軟部組織を膝蓋骨軟骨として、その強度を一般的に用いられる圧縮試験器と、申請者が開発した手術中に使用可能なプローブ形状を有する力学評価機器を用いて、その関連性を調査することを予定しているが、今年度の進捗の遅さを挽回する必要もあるので、解析時間を促進させる検討を行っている。具体的には圧縮試験器での計測についてであるが、現在入手が容易な高分子材料で軟骨組織に見立てて計測した場合、一例で5分ほど必要になる。またこれを解析するため実験データを独自の解析シートで処理をしてElastic Modulusを算出するため、さらに同程度の時間を生じる。ここを改善するための計測機器の購入を検討している。
また画像の解析について現状は研究施設から画像解析を施行してくれる別の研究機関に委託しているが、
ここの時間調節も解析結果の算出の遅延に影響する。ここを改善するための方策として自分の研究室で解析できるように、ワークステーションでなくてもPCレベルで解析できるソフトウエアの購入を検討している。

次年度使用額が生じた理由

年度末近くの採択であったため、今年度の計画を実行できない状況となった。しかしながら次年度の研究計画、プロトコール、日程調節も行えたので速やかに進捗状況を改善できると考えている。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] A vertical load applied towards the trunk unilaterally increases the bilateral abdominal muscle activities2019

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita K, et al
    • 雑誌名

      J Phys Ther Sci.

      巻: 31(3) ページ: 273-276

    • DOI

      10.1589/jpts.31.273

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Hip Arthroscopic Management Can Improve Osteitis Pubis and Bone Marrow Edema in Competitive Soccer Players With Femoroacetabular Impingement.2019

    • 著者名/発表者名
      Saito M, Utsunomiya H, Hatakeyama A, Nakashima H, Nishimura H, Matsuda DK, Sakai A, Uchida S.
    • 雑誌名

      Am J Sports Med.

      巻: 47(2) ページ: 408-419

    • DOI

      10.1177/0363546518819099

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 生体置換型半月板 scaffold の開発とブタへの移植研究2019

    • 著者名/発表者名
      大槻 周平ら
    • 学会等名
      第18回日本再生医療学会総会
  • [学会発表] 人工膝全置換術を施行された変形性膝関節症患者における足趾変形病変調査2019

    • 著者名/発表者名
      花之内 健仁ら
    • 学会等名
      第49回日本人工関節学会

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公開日: 2019-12-27  

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