軟骨細胞の応力応答を利用した非置換膝蓋/人工大腿関節シミュレータ試験

使用软骨细胞应激反应进行非置换髌骨/假体股骨关节模拟器测试

• 批准号: 08780831
• 负责人: 日垣 秀彦
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Kyushu 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: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08780831/
• 关键词: 人工膝関節; 膝蓋大腿関節シミュレータ; 軟骨細胞; 非置換膝蓋; バイオトライボロジー; サイトカイン; 骨芽細胞; 細胞の力覚応答

細胞培養系による関節組織の細胞の応力応答人正常関節軟膏より軟膏細胞,人摘出骨肉腫組織より骨芽細胞を採取し,高密度単層培養を行った.培養液環境にて,コーンプレートタイプビスコメータ式応力負荷装置によりせん断効力負荷を行った.せん断応力1.7Paの条件において,各成長因子やサイトカインをELISAで解析したが,軟骨細胞において顕著な発現が認められたのはIL-6であった.OA関節軟骨細胞にIL-6の発現が報告されており,OAにおいてせん断ストレスが重要な因子であることが推察された.人線維芽細胞に対してもコラーゲンゲル包埋培養系において伸張負荷に対する力覚応答を検討した.線維芽細胞は伸張方向に対する配向,個体数およびゲルの収縮等を制御することによりマトリックス全体の機械的強度を上昇させることが確認された.今後,この三次元的培養における力学負荷システムを軟骨細胞にも応用できる可能性が示唆された.組織培養系によるシミュレータの開発2基の油圧シリンダーにより大腿四頭筋の張力と屈曲を模擬する膝蓋/人工大腿関節シミュレータを構築した.歩行等の模擬条件を決定するために,高解像度CR像を用いた人工膝関節のパターンマッチング動態解析ソフトの開発を継続して行った.シネラジオグラフィーによるOA患者の膝蓋大腿関節の動態と静的な人工膝蓋大腿関節の相対関係のマッチングを行い,二次元的シミュレーションと接触圧力分布測定を行った.接触位置は屈曲が進むに従い,膝蓋において遠位から近位に移動し,生体と同様な傾向を示すが,最大接触圧の値と屈曲角度が製品により異なり設計における重要な評価項目として考えられる.摩擦状態の制御に関する基礎実験として,軟骨と人工材料の摩擦系における潤滑液中への関節液成分の添加の影響を観察した.特に,リン脂質の境界潤滑膜形成などにより摩擦状態の制御がある程度可能であることを確認した.

Cell culture system に よ る masato section tissue の の 応 応 force a normal section masato ointment よ り ointment cells, people pick the flesh swollen tissue よ り take し を bud cells, bone density 単 layer raises を line っ た. Culture environment に て, コ ー ン プ レ ー ト タ イ プ ビ ス コ メ ー タ type 応 force load device に よ り せ ん broken line working load を っ た. せ ん broken condition 1.7 Pa の force 応 に お い て, various growth factors や サ イ ト カ イ ン を ELISA で parsing し た が, chondrocytes に お い て 顕 the な 発 が now recognize め ら れ た の は IL - 6 で あ っ た. O A section masato chondrocytes に IL - 6 の 発 が now report さ れ て お り, OA に お い て せ ん broken ス ト レ ス が な factors で あ る こ と が push examine さ れ た. One line d bud cells に し seaborne て も コ ラ ー ゲ ン ゲ ル embedding training department に お い て stretching load に す seaborne る force 覚 応 answer を beg し 検 た. Line d bud cells は stretching direction に す seaborne る match to, individual number お よ び ゲ ル の 収 shrinkage etc を suppression す る こ と に よ り マ ト リ ッ ク ス all の mechanical strength rising を さ せ る こ と が confirm さ れ た. In the future, the <s:1> <s:1> three-dimensional culture における mechanical load システムを chondrocytes に 応 応 will be indicated by で る る possibilities が for された. Tissue culture system に よ る シ ミ ュ レ ー タ の open 発 2 base の oil 圧 シ リ ン ダ ー に よ り thigh quadriceps muscle tension と の buckling を simulation す る knee/artificial thigh section masato シ ミ ュ レ ー タ を build し た. Step line を の simulation conditions, such as the decision す る た め に, high resolution CR like を use い た artificial knee masato section の パ タ ー ン マ ッ チ ン グ dynamic analytic ソ フ ト の open 発 を 継 続 し て line っ た. シ ネ ラ ジ オ グ ラ フ ィ ー に よ る の knee OA patients thigh section masato の dynamic と static な artificial knee masato seaborne leg section masato の phase is の マ ッ チ ン グ を い, secondary yuan Youdaoplaceholder0 シ ュレ ショ ショ ショ と contact pressure distribution measurement を row った. Contact position は buckling が into む に 従 い, knee に お い て far a か ら proximal に mobile し, living body と with others な tendency を shown す が, maximum contact 圧 の numerical と buckling Angle が products に よ り different な り design に お け る important な review 価 project と し て exam え ら れ る. Friction state の suppression に masato す る basis be 験 と し て, と artificial cartilage material の friction is に お け る lubricants in へ の masato section composition の add の affect を 観 examine し た. The degree to which the lipid <s:1> boundary lubricating film formed by に and リ <s:1> controls the がある friction state <e:1> may be confirmed by である and とを とを to confirm た.

项目成果

日垣秀彦: "Langmuir-Blodgett法により作成した軟骨表面境界潤滑膜モデルの潤滑性能" 日本機械学会論文集(C編). 62・604. 4684-4689 (1996)

Hidehiko Higaki：“通过Langmuir-Blodgett方法创建的软骨表面边界润滑膜模型的润滑性能”日本机械工程学会会刊（编辑C）4684-4689（1996）。

酒井健次: "流体せん断応力が培養ヒト骨芽細胞に与える影響" 日本整形外科学会雑誌. 70・8. 1438- (1996)

Kenji Sakai：“流体剪切应力对培养的人成骨细胞的影响”日本骨科学会杂志 70・8。

日垣秀彦: "関節潤滑におけるジバルミトイルフォスファチジルコリンリポソームとγグロブリン投与による境界潤滑膜形成の効果" 日本機械学会論文集(C編). 63・606. 543-549 (1997)

Higaki Higaki：“通过施用二巴豆酰磷脂酰胆碱脂质体和丙种球蛋白对关节润滑的边界润滑膜形成的影响”日本机械工程师学会会刊（编辑C）543-549（1997）。

H.Higaki: "The Boundary Lubricating Ability of Proteins in Natural Synovial Joints" Proceedings of International Tribology Conference,Yokohama. 1987-1992 (1996)

H.Higaki：“自然滑膜关节中蛋白质的边界润滑能力”国际摩擦学会议论文集，横滨。

H.Higaki: "Role of Constituents in Synovial Fluid and Surface Layer of Articular Cartilage in Joint Lubrication (Part 2) The Boundary Lubricating Ability of Proteins" Japaneses Journal of Tribology. 40・7. 691-699 (1997)

H.Higaki：“滑液和关节软骨表面层的成分在关节润滑中的作用（第2部分）蛋白质的边界润滑能力”日本摩擦学杂志40・7（1997）。