骨頭圧潰の予防法開発を念頭においた骨壊死修復過程の病態解析

2020 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K09601
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 本村 悟朗 九州大学, 医学研究院, 准教授 (50529857)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 大腿骨頭壊死 / 骨頭圧潰

研究実績の概要

骨壊死に対する生体の修復反応が特発性大腿骨頭壊死症（ONFH）に特徴的な圧潰形態を招いているという仮説の元、まずONFHと同様に骨頭圧潰を来す疾患である大腿骨頭軟骨下脆弱性骨折（SIF）の圧潰形態と比較検討した。骨頭外側の圧潰部にフォーカスをあてマイクロCTおよび病理組織学的に検討したところ、ONFHでは圧潰部の両端において骨梁幅や骨密度に有意差を認め、添加骨形成を伴う肥厚骨梁と壊死骨梁との間で圧潰が生じていたのに対し、SIFでは圧潰部の両端に骨微細構造パラメーターや骨密度に有意差を認めず、圧潰部を中心に仮骨形成を認めるのみであった。以上より、修復反応に伴う圧潰部両端の骨梁構造の違いはONFHに特徴的であることが示唆された。以上の内容は、骨研究領域の代表的な英文誌であるBoneにアクセプトされた。
これまでに、壊死骨頭では骨硬化性変化を伴う壊死境界域に応力集中することが有限要素法を用いた研究により示されているが、実際に境界域に負荷をかけ圧潰形態を評価した研究はない。そこで、硬化性変化の有無による壊死境界域の圧潰形態に違いがあるか、力学的試験を行い検討した。大腿骨頭壊死症の摘出骨頭の非圧潰部より壊死域・境界域・健常域の3層構造を含む骨片を作成し、硬化性変化を伴う検体と硬化性変化を伴わない検体で比較検討した。硬化性変化を伴う検体では硬化領域に応力集中が認められ、力学負荷により硬化領域に隣接する壊死域に圧潰を認めた。これに対し、硬化性変化を伴わない検体では検体全体に均一な応力分布を認め、力学負荷では圧縮方向と垂直に境界域とは関係なく海面骨領域に骨折を認めた。以上より、硬化性変化の有無が圧潰形態に影響を及ぼすことが示唆された。本研究結果をまとめた論文を英文誌に投稿予定である。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

大腿骨頭壊死症の圧潰メカニズムに迫る本課題において、我々の仮説をサポートする重要な知見が得られていること、および、論文のアクセプト状況から学術的な評価も得られていると判断できること、より、概ね順調とした。

今後の研究の推進方策

今後は、骨壊死に対する修復反応の結果生じる骨硬化性変化と圧潰形態についての論文を投稿予定である。
圧潰前の臨床画像（骨SPECT/CT）については目標数の30症例を超えた時点で、修復反応の程度が圧潰に及ぼす影響を検討する予定である。

次年度使用額が生じた理由

学会参加を見込んでいたが、すべてweb参加となり、旅費がかからなかったため。
病理標本作成に必要な試薬等の物品、ソフトウェアのサポート費、英文校正費用、研究成果発表費、に使用する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Contemporary indications for first-time revision surgery after primary cementless total hip arthroplasty with emphasis on early failures (2021)
  • 著者名/発表者名: Motomura Goro、Hamai Satoshi、Ikemura Satoshi、Fujii Masanori、Kawahara Shinya、Yoshino Soichiro、Nakashima Yasuharu
  • 雑誌名: Journal of Orthopaedic Surgery and Research 巻: 16 ページ: －
  • DOI: 10.1186/s13018-021-02298-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Differences in the microarchitectural features of the lateral collapsed lesion between osteonecrosis and subchondral insufficiency fracture of the femoral head (2020)
  • 著者名/発表者名: Kawano Koichiro、Motomura Goro、Ikemura Satoshi、Yamaguchi Ryosuke、Baba Shoji、Xu Mingjian、Nakashima Yasuharu
  • 雑誌名: Bone 巻: 141 ページ: 115585～115585
  • DOI: 10.1016/j.bone.2020.115585
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proximal femoral morphology after transtrochanteric posterior rotational osteotomy for osteonecrosis of the femoral head: A three-dimensional simulation study (2020)
  • 著者名/発表者名: Xu Mingjian、Motomura Goro、Ikemura Satoshi、Yamaguchi Ryosuke、Utsunomiya Takeshi、Baba Shoji、Kawano Koichiro、Nakashima Yasuharu
  • 雑誌名: Orthopaedics & Traumatology: Surgery & Research 巻: 106 ページ: 1569～1574
  • DOI: 10.1016/j.otsr.2020.07.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distribution of Femoral Head Subchondral Fracture Site Relates to Contact Pressures, Age, and Acetabular Structure (2020)
  • 著者名/発表者名: Kubo Yusuke、Motomura Goro、Utsunomiya Takeshi、Fujii Masanori、Ikemura Satoshi、Sonoda Kazuhiko、Nakashima Yasuharu
  • 雑誌名: American Journal of Roentgenology 巻: 215 ページ: 448～457
  • DOI: 10.2214/AJR.19.21895
  • 査読あり
• [雑誌論文] Risk factors for radiological changes after bipolar hemiarthroplasty for osteonecrosis of the femoral head (2020)
  • 著者名/発表者名: Baba Shoji、Motomura Goro、Ikemura Satoshi、Yamaguchi Ryosuke、Hamai Satoshi、Fujii Masanori、Kawano Koichiro、Nakashima Yasuharu
  • 雑誌名: Modern Rheumatology 巻: － ページ: 1～8
  • DOI: 10.1080/14397595.2020.1775959
  • 査読あり
• [学会発表] Morphological difference between Subchondral Insufficiency Fracture and Osteonecrosis: Evaluation of Microarchitecture at the Subchondral Collapsed Lesion (2020)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Kawano, Goro Motomura, Satoshi Ikemura, Satoshi Hamai, Masanori Fujii, Ryosuke Yamaguchi, Takeshi Utsunomiya, Hiroyuki Hatanaka, Shoji Baba, Mingjian Xu, Yasuharu Nakashima
  • 学会等名: American Academy of Orthopaedic Surgeons 2020 Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Differences in subchondral bone microarchitecture at the lateral collapsed lesion between subchondral insufficiency fracture and osteonecrosis of the femoral head (2020)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Kawano, Goro Motomura, Satoshi Ikemura, Ryosuke Yamaguchi, Shoji Baba, Mingjian Xu, Noriko Yamamoto, Yasuharu Nakashima
  • 学会等名: The 66th Annual Meeting of the Orthopaedic Research Society
  • 国際学会
• [学会発表] 壊死骨頭の圧潰の程度と骨頭軟骨の形態評価-マイクロCTを用いた検討- (2020)
  • 著者名/発表者名: 山本典子、本村悟朗、池村聡、藤井政徳、山口亮介、馬場省次、河野紘一郎、徐明剣、中島康晴
  • 学会等名: 第35回日本整形外科学会基礎学術集会
• [学会発表] 大腿骨頭壊死症に対する大腿骨頭回転骨切り術の術後長期成績 (2020)
  • 著者名/発表者名: 本村悟朗、濵井 敏、池村 聡、藤井政徳、川原慎也、佐藤太志、山口亮介、塩本喬平、河野紘一郎、中島康晴
  • 学会等名: 第47回日本股関節学会学術集
• [学会発表] 大腿骨頭壊死症例に対する後方アプローチTHA後の後方脱臼要因 (2020)
  • 著者名/発表者名: 本村悟朗、河野紘一郎、馬場省次、濵井 敏、池村 聡、藤井政徳、川原慎也、中島康晴
  • 学会等名: 第93回日本整形外科学会学術総会