Attempt of new electrical stimulation method for maintaining bone mass after sports injury and examination of its applicability

运动损伤后维持骨量新电刺激方法的尝试及其适用性检验

基本信息

批准号：
21K11456
负责人：
大迫正文
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Toyo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度実施したベクトルポテンシャル（VP）通電装置を用いた刺激実験によって、それに後肢懸垂に伴う骨量減少に対して抑制効果があることが認められた。その実験では、後肢懸垂群およびVP通電刺激群を設け、そのいずれも3週間、ケージ内で後肢懸垂した。VP通電刺激群はそれに加えて、30分/日、5日/週、3週間、通電刺激を行った。肢懸垂群に比べてVP通電刺激群の骨量は有意（P<0.05）に高い値を示した。その通電条件は交流、60mV、5A（装置への入力電流）、120mA、20kHzであった。今年度には、通電刺激のより有効な条件を求めるために、以下のような種々な条件下での効果を検証した。まず、通電時間のみを変え、0（通電刺激なし）、15、30、60、90または120分の条件とした。その結果、15分では０分と同様に骨梁の破壊が進むが、60分以上で有意（P<0.05）な骨梁維持効果が見られた。その際、30分の刺激では有意ではなかったが、追試験により30分/日でも、有意な結果が得られた。次に、通電刺激の強さを変えて、その効果を検証した。VP装置では円筒形の装置内に発生する電場の強さを直接的に計測するのが困難なため、装置への入力電流を変化させ、１，3または５Aとして実験を行った。その結果、５Aが通電刺激なしの条件でより有意（P<0.05）に高い骨量が得られた。また、周波数は2、20または200kHzで比較したが、これも高い方が有効であることが認められた。これらの実験でVP通電刺激は30分/日、5日/週という刺激の時間と頻度が必要であること、また、電流、周波数に関しては大きい方が有効であるという結果が得られた。本装置は周波数が大きい方が、装置が小型で済み、このことことから社会実装を視野に入れたときにコンパクトな形状の装置ができる可能性が示唆された。

使用载体电位（VP）电源设备进行的刺激实验表明，它对与后肢悬浮液相关的骨质流失具有抑制作用。在实验中，提供了后肢悬浮液组和VP通电刺激组，这两者都是笼子里的后肢悬浮液3周。除此之外，还将VP通电刺激组对30分钟，5天/周和3周进行通电刺激。与肢体悬浮液组相比，VP刺激组中的骨骼质量明显更高（p <0.05）。电流条件为AC，60mV，5A（设备的输入电流），120mA和20kHz。今年，为了找到更有效的刺激条件，我们在各种条件下检查了效果，例如：首先，仅更改了能量时间，并将条件设置为0（无通电刺激），15、30、60、60、90或120分钟。结果，小梁骨断裂在15分钟时进行，类似于0分钟，但是在60分钟或更长时间以上观察到小梁骨的显着作用（p <0.05）。当时，尽管30分钟的刺激并不重要，但即使以每天30分钟的速度，补充测试也显示出显着的结果。接下来，改变了刺激的强度，并验证了其效果。由于很难直接测量VP设备圆柱设备中产生的电场的强度，因此更改了设备的输入电流，并且实验为1、3或5A。结果，在未通电的情况下，获得了较高的骨量（p <0.05）。此外，比较了2、20或200 kHz的频率，发现较高的频率也有效。这些实验表明，VP通电刺激需要30分钟/天和5天/周的时间和频率，并且较大的电流和频率是有效的。该设备的频率越大，设备越小，这表明在考虑社交实施时可以创建紧凑的设备。