生体力学的環境下で機能しうる複合型椎間板再生基盤の開発

开发可在生物力学环境中发挥作用的复杂椎间盘再生平台

• 批准号: 21791382
• 负责人: 放生 憲博
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21791382/
• 关键词: 脊椎外科; 椎間板再生; 細胞移植基盤; 生体吸収性材料; 脊椎可動性温存

本研究は,人口の高齢化に伴い急増している退行性変性変化を原因とする複数の不安定脊椎疾患に対する治療法として,現在全世界的に広く行われている脊椎固定術の治療概念に根本的に内在する固定隣接障害を解決すべく,生体力学的に過酷な環境下である脊柱において生体力学的および細胞生理学的に機能しうる複合型細胞移植基盤を開発することを目的としている.本研究により開発されるデバイスは,低活性である髄核細胞の移植基盤としての役割と椎間板の生体力学的環境を制御する生体力学的強度・可動性を持ち合わせていることが求められる.具体的にはデバイスの外層(周辺部)に,主に強度・可動性といった生体力学的特性を求めたパートを配置し,内層(中心部)に,細胞移植基盤としての生物学的特性を求めたパートを配置する複合型の構造を計画した.研究初年度である当該年度は,上述した条件を満たす生体材料を選定することであった.まず,主に強度・可動性といった生体力学的特性を求めた外層部に適した材料の選定を行った.脊椎外科に応用される生体材料はセラミックスや高分子化合物などがあげられるが,本研究では,本研究代表者が所属する研究機関で開発が進められている人工椎間板に使用している超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)の表面を低分子量ポリエチレン(LLDPE)で被覆した微細線維を三次元的に織り上げた三次元織物(three-dimensinal fabric以下3-DF)を応用した.3-DFは繊維の軸方向,配向比や繊維密度を自在に変化させることで,生体椎間板が有する異方性や粘弾性を模擬したBiomimeticな特性を作りだすことができる.この特性を応用することにより本研究により開発されるデバイスの外層(周辺部)に最適なコンポーネントを作成することが可能であった.

This study addresses the causes of population growth associated with degenerative changes and the treatment of multiple unstable spinal disorders. The treatment concept of spinal fixation is currently in use worldwide. The development of complex cell transplantation substrates in biological and cytophysiological environments In this study, we developed a new method to control the biomechanical strength and mobility of the transplanted nuclear cells in the intervertebral plate under low activity. In detail, the outer layer (peripheral part) of the cell transplantation substrate is configured with the strength, mobility and biological characteristics of the main body, and the inner layer (central part) is configured with the biological characteristics of the cell transplantation substrate. In the beginning of the study, the biological material was selected. The strength, mobility and biomechanical properties of the main body are determined by the selection of suitable materials for the outer layer. The biological materials used in spinal surgery are polymer compounds. The representative of this study is the research institute to which the author belongs. The research institute develops and develops the artificial intervertebral plate. The surface of UHMWPE is coated with LLDPE. The texture of UHMWPE is three-dimensional.(three-dimensional fabric below 3-DF) is used to simulate the anisotropic and viscous properties of the intervertebral plate in vivo. The outer layer (periphery) of this paper is the most suitable one for the development of this paper.

项目成果

脊椎外科における生体内吸収性材料使用の可能性

在脊柱手术中使用生物可吸收材料的可能性

• 发表时间: 2010
• 期刊: 脊椎脊髄ジャーナル 23
• 作者: Kim K;Emoto N;Mishina M;Okada S;Isu T;Yoshida D;Kobayashi S;Teramoto A.;放生憲博
• 通讯作者: 放生憲博

胸・腰椎脊椎手術後に発生した難治性化膿性脊椎感染症に対する後側方鏡視下掻爬洗浄術

后外侧关节镜刮除冲洗治疗胸腰椎手术后难治性化脓性脊柱感染

• 发表时间: 2009
• 作者: Kim K;Emoto N;Mishina M;Okada S;Isu T;Yoshida D;Kobayashi S;Teramoto A.;放生憲博;Sudo H;放生憲博;放生憲博;Sudo H;Kotani Y;放生憲博;放生憲博;放生憲博;放生憲博;放生憲博;放生憲博;放生憲博;放生憲博
• 通讯作者: 放生憲博

椎弓根スクリューを用いた頚椎後弯矯正術後に発生した神経障害の検討

椎弓根螺钉矫正颈椎后凸后发生的神经系统疾病的检查

• 发表时间: 2009
• 作者: Kim K;Emoto N;Mishina M;Okada S;Isu T;Yoshida D;Kobayashi S;Teramoto A.;放生憲博;Sudo H;放生憲博;放生憲博;Sudo H;Kotani Y;放生憲博;放生憲博;放生憲博;放生憲博
• 通讯作者: 放生憲博

Tardy neurological complications after correction of cervical kyphosis using pedicle screw system

椎弓根螺钉系统矫正颈椎后凸后迟发性神经系统并发症

• 发表时间: 2009
• 作者: Kim K;Emoto N;Mishina M;Okada S;Isu T;Yoshida D;Kobayashi S;Teramoto A.;放生憲博;Sudo H;放生憲博;放生憲博;Sudo H;Kotani Y;放生憲博;放生憲博;放生憲博
• 通讯作者: 放生憲博

Spinal cord compression by ligamentum flavum hematoma in the thoracic spine

胸椎黄韧带血肿压迫脊髓

• 发表时间: 2009
• 期刊: Spine 34
• 作者: Kim K;Emoto N;Mishina M;Okada S;Isu T;Yoshida D;Kobayashi S;Teramoto A.;放生憲博;Sudo H;放生憲博;放生憲博;Sudo H
• 通讯作者: Sudo H