骨延長法の骨成熟過程に対する非浸襲性低出力超音波の影響

无创低功率超声对骨延长法骨成熟过程的影响

基本信息

批准号：
10770720
负责人：
乾健太郎
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Osaka City 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-10770720/
关键词：
骨延長超音波動物モデル in situ hybridization 透過型電顕強度試験

项目摘要

【平成10年度に得られた成果】ウサギを用いた骨延長モデルで、低出力超音波(超音波)照射により延長仮骨の成熟が刺激されていたことが、通常骨延長群では単純X線・骨強度試験の結果から、骨成熟不良延長群は単純X線による評価で確認できた。以上の結果を踏まえて、平成11年度はその効果発現機序の検討のため、以下の実験を行った。【平成11年度】実験方法:超音波照射により、肉眼的には仮骨延長部の色調が対照群よりも、やや赤みを帯びていたことから、超音波照射により、血管新生が誘導されている可能性が強く示唆された。これを定量的に評価するため、最も組織新生が活発と思われる時期すなわち、超音波照射後10日目の標本の大腿動脈から硫酸バリウムを処置側後肢に充満させ、micro-CTを用いて仮骨延長部の血管床体積を計測した。micro-CTは50μm幅で仮骨延長部1cmの長さを撮影し、これをコンピューターにより立体構築した。一方、同時期の標本を透過型電子顕微鏡(SEM)でその微細構造を観察した。結果:仮骨延長部の造影剤が充填された血管は、micro-CT画像から立体構築されたものを観察すると、超音波照射群で明らかに体積が大きいことが判明したが、標本数が少ないこと、立体像から面積を計算するソフトウェアーの開発が間に合わなかったことから、本年度中には定量的解析が終了しなかった。現在までに0、2、5、7、及び10日目の標本を各々5羽ずつ計45羽分の標本の内、約半数終了しており,また、ソフトウェアーの開発もほぼ終了している。一方、微細構造をSEMを用いて観察したところ、骨延長中心部の骨芽細胞内のミトコンドリアの数が超音波照射群で統計学的に有意に増加していた。この結果は上記の血管誘導の可能性を示唆する結果とも整合性を持つ。以上の結果から、超音波照射は新生血管を誘導し、かつ、骨形成細胞の好気性代謝を活発にすることで、骨延長仮骨の骨成熟を早めている可能性が、作用機序として考えられた。なお、in situ hybridizationによる組織形態学的検索も同時に行っていたが、現在までにtype Iおよびtype IIコラーゲンの発現を観察したが、両群に有意な差は認めなかった。今後、FGFs等の発現も観察する予定である。

[在1998年获得的结果]在使用兔子的骨扩展模型中，通过简单的X射线和骨强度测试评估正常骨扩展组的骨骼强度测试，证实了这一点，即通过低功耗超声（超声）辐射刺激了扩展骨的成熟。基于上述结果，在1999年进行了以下实验，以检查其影响的机理。 [1999]实验方法：总辐照导致转录骨扩展的毛细血管比对照组略带红色，这强烈建议超声辐射可能诱导新卵皮化。为了定量评估这一点，硫酸钡在组织再生时最有可能活跃的时候填充了样品的股动脉，即在超声辐射后的第10天，使用Micro-CT测量了血管延伸的血管床体积。 Micro-CT宽50μm，长1厘米，并使用计算机构造以创建3D图像。同时，使用透射电子显微镜（SEM）同时观察了样品的显微结构。结果：当我们观察到临时骨扩展中填充造影剂的血管（由Micro-CT图像构建的三维造成物）时，发现超声辐射组的体积显然很大，但是由于标本数量少，并且由于标本数量少，因此在今年内完成了定量分析，并且可以从三维图像中计算出软件的开发。迄今为止，大约一半的标本总共有45只鸟类，每个标本在第0、2、5、7和10天都已完成，并且软件开发也几乎完成了。另一方面，当使用SEM观察微观结构时，超声辐射组的中心骨扩展成骨细胞中的线粒体数量在统计学上显着增加。该结果与上述结果一致，表明血管诱导的可能性。基于上述结果，认为作用机制被认为是超声辐射可以诱导新的血管并刺激成骨细胞的有氧代谢，从而加快了延长骨延长假骨骼的骨骼成熟。尽管通过原位杂交同时进行了远程搜索，但迄今为止，观察到I型和II型胶原蛋白的表达，但两组之间未观察到显着差异。将来，还将观察到FGF和其他物质的表达。