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まず、新たな骨形成因子(BMP)の抽出と精製および活性の確認を行った。:約10kgの若年豚骨をstarting materialとし、4M尿素(Uristによる)を用いて粗製BMPを抽出し、凍結乾燥したBMP powderをddY系マウス筋膜下に移植し、3週後に異所性骨化が誘導されることを確認した。また、BMP移植量を変え新生骨形成量が用量依存性であることを灰分重量測定により確認した。
2) 次いで、ddYマウス(雄性、6週齢)の第8胸椎を椎弓切除し、出現した脊髄に対しweight drop方式により完全脊髄損傷群と不全脊髄損傷群ならびにsham手術群を作成した。手術後1週間にわたり後肢麻痺の回復状態を改訂版BBB scaleにて評価し、麻痺の状態が安定したところで、次の操作に入った。
3) BMPの移植:粗製BMPを3mgずつゼラチン・カプセルに詰め、ddYマウスの大腿ハムストリングスの筋膜下に移植した。
4) 膝関節他動運動の負荷:BMPを移植した麻痺肢の膝関節に対し、continuous passive movement(CPM)負荷装置にて、毎日1回×15分×3週間、1サイクル/秒の速度で強制他動屈伸運動を負荷した。対照群として、運動非負荷群を作成した。
5) 新生骨形成量の比較検討:移植後21日目で両後肢のsoftex X-P撮影により新生骨形成状態を確認し、新生骨部をサンプリングした。次いで1000℃にてサンプルを1時間焼灼し、灰分重量を測定し各群の新生骨形成量を比較した(対応あるt検定)。
6) 結果として、強制運動負荷群が非負荷群に対し、有意に旺盛な新生骨形成を示した。このことは、臨床において脊髄損傷患者に異所性骨化が多く見られ、とくに関節強制運動が誘因になっている事実と酷似している。今後さらに組織学的検討等を進めることにより脊髄損傷患者における異所性骨化の病態が明らかになり、その治療、予防にも手がかりがつかめることが期待される。
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