人工関節周囲骨溶解現象(オステオライシス)に関する基礎研究

假体周围骨溶解（骨溶解）的基础研究

• 批准号: 10770704
• 负责人: 高木 理彰
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Yamagata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10770704/
• 关键词: 人工関節; 生体親和性; 骨溶解; 弛み; 骨吸収; 骨形成; 磨耗粉; ポリエチレン; 骨溶解(オステオライシス)

人工関節周囲に生ずる骨溶解機構を機構を解明するために、ラット動物モデルを用いて、インプラント周囲に生じる生体反応について、形態学、生化学、分子生物学的手法を用いて、骨動態並びに肉芽組織の検討を行った。(1)動物モデル:ラットの膝関節内の大腿骨遠位に骨孔を作成しセメントピンを刺入した。術後8週まで2週間ごとに関節内に平均3ミクロンと30ミクロンのHDP粒子を注入した。対照群として対側膝に血清のみを注入した。12週後に屠殺し、大腿骨及び関節包を採取し、インプラント・骨間の介在肉芽組織と関節包組織を作成観察した。Mφ、線維芽細胞、血管内皮細胞を主体とした介在肉芽組織の炎症反応は、3ミクロン群がより強い細胞性反応を示した。この骨の硬組織標本を作成して、共焦点レーザー蛍光顕微鏡で観察した結果、コントロール群では、インプラント周囲に僅かな新生骨形成とごく薄い線維性介在組織が観察された。HDP粒子注入群てはインプラント周囲骨の破骨細胞性骨吸収と旺盛な骨形成が観察された。テトラサイクリンによる骨の沈着様式は、linear patternのほかに、diffuse patern、patchy patternが観察され、骨形成速度は、対照群と比較して亢進していた。このように肉芽組織近傍の骨組織には骨形成性ならびに吸収性の複雑な骨動態が存在することが明かとなった。介在部の肉芽組織には、非弛緩性の組織と比較して、核酸・蛋白レベルで、MMP-1、-2、-3、-9、-13、-14、-15、-16、-17、IL-1 beta、IL-6、TNF-alphaの過剰発現の存在が明らかとなった。この動物モデルを用いた研究から、弛緩人工股関節周囲の骨溶解部では、磨耗粉に起因した異物肉芽反応と結合織代謝の亢進、インプラント周囲の高回転型骨代謝動態と脆弱化した骨質が存在し、病態形成に関与していることが明らかになった。

为了阐明在人造关节周围发生的骨化机制的机制，使用大鼠的动物模型来检查使用形态，生物化学和分子生物学技术周围发生的生物反应的骨动力学和颗粒组织。 （1）动物模型：插入了大鼠膝关节和水泥销的膝盖关节远端骨孔。每两周至术后8周，将平均3微米和30微米的HDP颗粒注入一次关节。作为对照组，仅将血清注射到对侧膝盖中。 12周后处死细胞，收集股骨和关节胶囊，并在植入物和骨头之间制备肉芽组织和关节囊组织。介导的颗粒组织的炎症反应主要由Mφ，成纤维细胞和血管内皮细胞组成，在3微米组中显示出更强的细胞反应。制备了该骨骼的硬组织标本，并使用共聚焦激光荧光显微镜观察并观察到。在对照组中，在植入物周围观察到骨形成的细微新生成和非常薄的纤维间内组织。在HDP颗粒注射组中观察到整骨骨吸收和强骨形成。除线性模式外，在四环素中，在骨沉积模式中观察到弥漫性和斑块模式，与对照组相比，骨形成速率也提高了。因此，已经表明，在肉芽组织附近的骨组织中存在复杂的骨动力学，既有成骨和可吸收性。 MMP -1，-2，-3，-9，-13，-14，-15，-16，-16，-17，IL -1β，IL -6和TNF -α在核酸和蛋白质水平上的存在在间隔区域的核酸和蛋白质水平上与非额定组织相比，在核酸和蛋白质水平上显示出。使用该动物模型的研究表明，在松弛的髋关节周围的骨化区域，由磨损粉末引起的外肉芽反应以及植入物周围的高旋转骨代谢动力学和骨质弱的结合编织代谢增加，并参与病理的形成。

项目成果

高木理彰: "Biological role of matrix metalloproteinases in loose artificial hip joints." 日本整形外科学会誌. 72. 1747 (1998)

Michiaki Takagi：“基质金属蛋白酶在松动的人工髋关节中的生物学作用。”日本骨科学会杂志 72. 1747 (1998)。

高木理彰: "最新基礎科学.知っておきたい.MMPとTIMP"臨床整形外科. 34. 880-882 (1999)

Michiaki Takagi：“最新基础科学。您需要了解什么。MMP 和 TIMP”《临床骨科》34。880-882 (1999)。

高木理彰: "共焦点レーザー蛍光顕微鏡で見る弛緩人工股関節周囲組織"骨・関節・靱帯. 12. 799-802 (1999)

Michiaki Takagi：“使用共焦激光荧光显微镜观察松散的人工髋关节周围的组织”《骨骼、关节和韧带》12. 799-802 (1999)。

高木理彰: "MMPs and TIMPs in loose artificial hip joints" Clinical Orthopaedics and Related Resrach. 352. 35-45 (1998)

Michiaki Takagi：“松动人工髋关节中的 MMP 和 TIMP”《临床骨科和相关研究》352. 35-45 (1998)。

Takagi M: "Analysis of membrane type-1 matrix metalloproteinase,matrix metalloproteinase-2,and tissue inhibitor of metalloproteinase-2 in loose hip periprosthetic connective tissues."Transaction,ORS. 45. 893-894 (1999)

Takagi M：“松散髋假体周围结缔组织中膜 1 型基质金属蛋白酶、基质金属蛋白酶 2 和金属蛋白酶 2 组织抑制剂的分析。”Transaction，ORS。