頭蓋骨骨延長における骨形成機構の放射線照射による影響に関する組織学的研究

骨延長法を応用した骨トランスポート法は延長距離に制限がなく,また骨採取などの侵襲が患者に加わらないことから,今後骨の欠損修復,再建術で汎用されることが想像される。しかし同法でも,放射線治療後の骨欠損に対しては骨形成が期待できないので,適応は禁忌であるとされている。その一方,放射線照射後でも骨延長に問題がなかったという報告もあり,詳細は不明である。本研究では,私の確立したラット頭蓋骨骨延長モデルを用い,放射線照射後に骨延長を試みることによって骨形成が生じうるか否か,また正常ラットの頭蓋骨骨延長における骨形成と組織学的にいかなる相違があるのかを組織学的手法を用いて検索することを目的とした。昨年度に引き続き組織学的な検索を中心に行った。当初の実験計画では,放射線照射後6ヵ月目に骨延長装置装着の手術を行い骨延長を行うことを予定していたが,昨年度と同様に,実験をより簡便にするため,放射線照射直後に装置装着の手術を行い骨延長を行うよう,実験計画を変更した。実験群として第1群は10Gy,第2群は20Gyの照射を行った後,骨延長を行った。また頭蓋骨に骨欠損を作製し,延長ストレスをかけない第3,4群を作成し,第3群には10Gy,第4群には20Gyの照射を行った。定期的に観察材料を採取し,組織学的に観察した。非脱灰標本でマイクロCTによる観察,脱灰標本でH-E染色による形態学的な観察では,第3,4群では終始新生骨の形成は見られなかった。一方第1群では新生骨の量は正常ラットの骨延長時のそれより少ないものの,骨新生の部位,様相は類似したものであった。一方第2群では,骨新生が顕著に抑制され,骨延長によって生じた延長ギャップが新生骨によって埋められることはなかった。免疫組織化学的に観察すると,3,4群ではBMP-2,4,PCNA陽性の細胞が認められなかったが,第3群では相当数認められた。第4群では第3群より陽性細胞数が少なかった。以上の結果より,放射線照射によってある程度組織の障害を受けていても,延長ストレスによって新生骨形成を促進させることが可能であることが分かった。今後BMPをはじめとする骨形成因子の定量的分析を行い延長ストレスの骨形成系細胞への影響を分析する予定である。

骨延長法を応用した骨トランスポート法は延長距離に制限がなく,また骨採取などの侵襲が患者に加わらないことから,今後骨の欠損修復,再建術で汎用されることが想像される。しかし同法でも,放射線治療後の骨欠損に対しては骨形成が期待できないので,適応は禁忌であるとされている。その一方,放射線照射後でも骨延長に問題がなかったという報告もあり,詳細は不明である。本研究では,私の確立したラット頭蓋骨骨延長モデルを用い,放射線照射後に骨延長を試みることによって骨形成が生じうるか否か,また正常ラットの頭蓋骨骨延長における骨形成と組織学的にいかなる相違があるのかを組織学的手法を用いて検索することを目的とした。昨年度に引き続き組織学的な検索を中心に行った。当初の実験計画では,放射線照射後6ヵ月目に骨延長装置装着の手術を行い骨延長を行うことを予定していたが,昨年度と同様に,実験をより簡便にするため,放射線照射直後に装置装着の手術を行い骨延長を行うよう,実験計画を変更した。実験群として第1群は10Gy,第2群は20Gyの照射を行った後,骨延長を行った。また頭蓋骨に骨欠損を作製し,延長ストレスをかけない第3,4群を作成し,第3群には10Gy,第4群には20Gyの照射を行った。定期的に観察材料を採取し,組織学的に観察した。非脱灰標本でマイクロCTによる観察,脱灰標本でH-E染色による形態学的な観察では,第3,4群では終始新生骨の形成は見られなかった。一方第1群では新生骨の量は正常ラットの骨延長時のそれより少ないものの,骨新生の部位,様相は類似したものであった。一方第2群では,骨新生が顕著に抑制され,骨延長によって生じた延長ギャップが新生骨によって埋められることはなかった。免疫組織化学的に観察すると,3,4群ではBMP-2,4,PCNA陽性の細胞が認められなかったが,第3群では相当数認められた。第4群では第3群より陽性細胞数が少なかった。以上の結果より,放射線照射によってある程度組織の障害を受けていても,延長ストレスによって新生骨形成を促進させることが可能であることが分かった。今後BMPをはじめとする骨形成因子の定量的分析を行い延長ストレスの骨形成系細胞への影響を分析する予定である。