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。

The mechanism of osteolysis in artificial joint tissue is studied by means of morphology, biochemistry and molecular biology, bone dynamics and granulation tissue analysis. (1)The distal bone hole of the thigh bone in the knee joint of the animal is made to penetrate the bone hole. 8 weeks after surgery, an average of 3 to 30 minutes of HDP particles were injected into the joint. The blood of the patient was injected into the body. After 12 weeks, the femoral bone and joint capsule were collected, and the granulation tissue and joint capsule tissue between the bones were observed Mφ, vascular germ cells and vascular endothelial cells are mainly involved in inflammatory reaction in granulation tissue, and 3) cellular reaction is strongly involved in granulation tissue. The hard tissue of this bone was prepared and observed with a confocal microscope. The results were observed with a confocal microscope. In the Kontrol group, only the formation of new bone and the thin linear dimensional interstitial tissue were observed. The HDP particle injection population was found to be responsible for bone resorption and bone formation in osteoclasts. The bone formation pattern, linear pattern, diffusion patern, patchy pattern, bone formation rate, contrast group, and hyperactivity are all observed. Bone tissue adjacent to granulation tissue, bone formation, bone absorption, and bone dynamics The expression of MMP-1,-2,-3,-13,-14,-15,-16,-17, IL-1 beta, IL-6, TNF-alpha in granulation tissue and non-flaccid tissue was detected. The study of bone metabolism in animals shows that the osteolysis of artificial femoral joint is caused by granulation of foreign body, hypermetabolism of combined tissues, high turnover of bone metabolism and fragility, and the existence and morbid formation of bone.

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)。

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。

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)。