| 研究課題/領域番号 |
20K18034
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| 研究機関 | 大分大学 |
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研究代表者 |
金崎 彰三 大分大学, 医学部, 助教 (10813529)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | ラット / 大腿骨 / 開放骨折 / テリパラチド / BMP / カーボンナノチューブ |
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| 研究実績の概要 |
通常では骨癒合が得られないラットの大腿骨骨欠損モデルを作成し、骨伝導性、生体適合性、細胞接着性を有するとされるカーボンナノチュー ブをBMPの担体として骨欠損部に使用することで骨癒合への効果を検討する。さらに、骨形成作用を持つテリパラチド、ロモソズマブ との併用 での骨癒合効果についても検討を行う。
四肢開放骨折や骨髄炎、骨腫瘍摘出後などで巨大な骨欠損を生じることがあるが、その治療は長期に渡る上に難渋を極め、大きな社会的損失を もたらす。骨再建方法としては創外固定を用いた骨延長、血管塀付き遊離骨移植、Masquelet法が一般的であるが、骨癒合率を上昇 させるため の方法は未だ十分に確立されていない。本研究の目的はラット大腿骨骨欠損モデルにおいて、高い骨伝導能と分散性を持つexfoliated carbon nanofibers(以下ExCNFs)と骨形成作用 を持つBone morphogenetic protein( 以下BMP)の併用により骨形成、骨癒合が促進されるかを検討する ことである。また副甲状腺ホルモン製剤や抗スクレロチン抗体の全身投与を併用によることに よる骨形成効果を検討する。
<令和2年度> ラット大腿骨骨欠損モデルを作成し、骨折部周囲に担体のみ(コントロール)、担体+ExCNFs 溶液(ExCNFsをL-glutamine溶液に分散させたもの)、担体+BMP-2 (1 0μg) 、担体+ ExCNFs+BMP-2を投与する各群10匹の計4群を作成し、骨形成作用を検討する。
令和3年度、令和4年度は薬剤は変更し研究を進める。
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| 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
当院の動物実験施設が改修に入ってしまったためラットを使用した動物実験制限ができず、昨年度は計画通りの動物実験行えませんでした。今年度から実質的開始できる見込みです。
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| 今後の研究の推進方策 |
<令和3年度> コントロール群およびBMP-2+ExCNFs群を作成し、術後からテリパラチド の全身投与(10μg/kg、週5回皮下注射)を行う群と行わな い群、計4群を作成し検討を行う。
<令和4年度> 上記のテリパラチドをロモソズマブに変更して研究を行う。令和3年度の研究と同様に、コントロール群およびBMP-2+ExCNFs群を 作成し、術後からロモソズマブの全身投与(25mg/kg、週1回の皮下注射)を行う群と行わない群、計4群を作成し検討を行う。
評価項目: 術後6週に大腿骨を摘出し、レントゲン撮影を行い骨癒合を前後像、側面像 で判定する。micro CT検査を行い、tissue volume, bon e volume, trabecular volume等を測定し、定量的に骨形成の状況を判定する。また、徒手的に骨癒合を確認し、定量的にも機械的強度を測定 する。病理組織学的検討を行い、さらにBMP Smadシグナルにより最終的に形成される タンパク質ID-1の発現を免疫染色し(Anti-Id1抗体,abcam )、定量的に測定することでBMPの働きを検討する。採取した血液から骨形成因子、骨吸収因子を用いて測定し全身への影響を 検討する。
令和2年度に行う方針であった当初の実験をまずは遂行する。
テリパラチドに加えてアバロパラチドの効果についても検討を行う可能性がある。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当院動物実験施設が改修に入り、予定通りの実験が昨年度はできなかったため。令和3年に研究計画書では令和2年度に行う予定であった研究(下記)の実験を遂行する予定である。
<令和2年度> ラット骨欠損モデルを作成。骨折部周囲に担体のみ(コントロール)、担体+ExCNFs 溶液(ExCNFsをL-glutamine溶液に分散させたもの)、担体+BMP-2 (1 0μg) 、担体+ ExCNFs+BMP-2を投与する各群10匹の計4群を作成し、骨形成作用を検討する。
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