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過大圧縮応力が軟骨組織に及ぼす影響の解明と軟骨疾患発症メカニズムの検証

阐明过度压缩应力对软骨组织的影响并验证软骨疾病发病机制

基本信息

批准号：
16F16057
负责人：
牛田多加志
金额：
$ 1.47万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16F16057/
关键词：
過大圧縮応力軟骨組織細胞死バイオメカニクス

项目摘要

軟骨組織内の死細胞の分布のメカニズム、過大圧縮応力のひずみ速度と軟骨の力学特性変化との関係、死細胞の分布と軟骨の構造変化との関係を解明することを目的とし、研究を実施した。圧縮実験装置に位置ずれの補正機能を実装しているため、リアルタイムイメージングが可能となった。軟骨組織内に不均一に分布している細胞死を説明するために、ひずみ速度をコントロールしながら過大応力を負荷し，対応する軟骨組織内の局所ひずみをreal-timeで観察し、局所ひずみと死細胞分布との関係を調べた。また，過大圧縮応力が軟骨組織の力学特性に及ぼす影響を評価するために、応力緩和実験を行った。異なるひずみ速度で圧縮した試験片を約24時間培養した後、応力緩和実験を行った。40%/minのひずみ速度で圧縮し，ひずみが最大値の20％に達した後は600秒間試験片のひずみを保ち，応力の時間経過を記録した。応力緩和曲線の時系列データに、粘弾性モデルをフィッテイングさせ、各パラメータの値を求めた。さらに，軟骨の構造変化を評価するために、組織染色を行った。凍結ブロックを凍結ミクロトームで切断し，厚み10μmの凍結切片を作製した。軟骨の構成成分は、水分、コラーゲンⅡ、プロテオグリカンの順で多くを占めている。そのため、本研究では、抗体染色でコラーゲンⅡを、トルイジンブルー(TB)染色でプロテオグリカンの変化を調べた。従来の研究から、表層は軟骨の構造、機能、力学特性などを維持する役割を果たすということが知られていた。さらに、軟骨表層の伸展及び圧縮特性が作用するひずみ速度に依存することも知られていた。そのため、本研究では、表層、中層、深層の全体を含む試験片と、表層（軟骨全体の深さの10%）を取り除いた試験片を用い、圧縮する時の局所変形と圧縮された後の死細胞の分布を比較し、軟骨内死細胞の分布における表層の役割を調べた。

To clarify the relationship between the distribution of dead cells in cartilage tissue, the internal velocity of excessive compressive force and the mechanical properties of cartilage, and the relationship between the distribution of dead cells and the structural transformation of cartilage. The position correction function of the compression control device is implemented in a timely manner. The distribution of cells in cartilage tissue is not uniform. The mechanical properties of cartilage tissue and the influence of excessive compressive force on the mechanical properties of cartilage tissue are evaluated. The test piece was incubated for about 24 hours, and the pressure was reduced. 40%/min of the inner speed is reduced, the inner speed is up to 20% of the maximum value, and the inner speed of the test film is maintained after 600 seconds, and the time of the force is recorded. The time series of the force relaxation curve is different, the viscosity is different, and the value of each parameter is different. In addition, cartilage structure evaluation, tissue staining, etc. Freezing of frozen slices with thickness of 10μm Cartilages are composed of three components: water, calcium, magnesium, calcium, magnesium, magnesium In this study, antibody staining was performed on the surface of the tissue. In recent years, the structure, function and mechanical properties of surface cartilage have been studied. The expansion and contraction characteristics of the cartilage surface layer are dependent on the velocity of the cartilage. In this study, the distribution of dead cells in cartilage was compared with that in the surface layer (10% of the cartilage) and the surface layer (10% of the cartilage).