ラット膝関節における術後癒着モデルを用いた超音波効果の検証

使用大鼠膝关节术后粘连模型验证超声效果

• 批准号: 22KJ1723
• 负责人: 中原 崚
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1723/
• 关键词: 癒着; 膝関節; 超音波; 物理療法; リハビリテーション

関節内の癒着は外科的手術侵襲等により術後早期から形成され、関節可動域などの運動機能を制限し、日常生活動作に影響を与える。そのため、癒着の予防・治療はリハビリテーション領域において欠かすことのできない研究である。これまでに、ラット膝関節癒着モデルにおいて、低出力超音波パルス療法（以下、超音波照射）による膝関節内癒着形成の抑制効果を明らかにした。しかしその機序は未だ不明なままである。超音波療法は、関節周囲軟部組織の炎症軽減や線維化抑制に効果があることが報告されていることから、本研究では炎症および線維化関連因子に着目し、超音波照射が関節内の癒着を軽減する分子メカニズムについて解明することを目的として遺伝子解析手法を用いた研究を行った。ラットの膝関節癒着モデルを作製し、超音波照射群、擬似照射群に無作為に振り分け、膝前方から膝蓋靱帯へ向けて超音波照射介入を実施した。超音波照射の条件は、強度30 mW/cm2（SATA）、周波数1 MHz、繰り返し周波数1 kHz、時間照射率20%とし、1日20分の照射を術後翌日から開始した。疑似照射群の照射強度は0 mW/cm2とした。評価は固定3日後および7日後とし、膝関節の伸展可動域を測定後にIL6、TNF、TGFb1、COL1A1についてRT-qPCR法を用いた遺伝子解析を行った。その結果、膝関節伸展可動域は超音波照射群が疑似照射群に比べ有意に大きい値を示した。超音波照射群のIL6の発現は3日後に増加し、7日後に減少した。さらに、COL1A1は7日後の疑似照射群で有意に増加したが、超音波照射群では有意な差は認めなかった。また、TNFおよびTGFb1の発現は群間に有意な差は認めなかった。以上は、超音波照射が関節内における術後早期の炎症過程および線維形成に影響していることを示唆する成果であり、関連する国内外の学会で発表した。

由于手术入侵，关节内的粘附在手术后早期形成，并限制运动功能，例如运动范围，影响生活的日常活动。因此，预防和治疗粘连是在康复领域必不可少的研究。到目前为止，在大鼠膝盖粘附模型中，已经揭示了通过低功率超声脉冲治疗（以下称为超声辐射）抑制膝盖内粘附形成的效果。但是，该机制仍然未知。据报道，由于超声治疗可有效减少关节软组织中的炎症和抑制纤维化，因此这项研究的重点是炎症和纤维化相关因素，并使用遗传分析方法进行了研究，其目的是通过阐明分子机制来阐明超声辐射的分子机制，从而降低了关节内的粘附。制备了大鼠膝盖粘附模型，将随机分配到超声和模拟辐射组，并从前膝盖向the骨韧带进行了超声辐射干预。超声辐射的条件为30 mW/cm2（SATA），频率1 MHz，重复频率1 KHz和时间照射率为20％，并且在手术后一天开始辐射20分钟。模拟辐照组的辐射强度设置为0 mW/cm2。评估是在固定后3天进行的，在测量膝关节运动范围后，使用RT-QPCR进行IL6，TNF，TGFB1和COL1A1进行遗传分析。结果，超声辐射组的膝关节运动范围明显大于模拟辐射组。超声辐射组中IL6的表达增加了3天，并在7天后降低。此外，在7天后，在模拟辐射组中COL1A1显着增加，但在超声辐射组中没有观察到显着差异。此外，两组之间未观察到TNF和TGFB1表达的显着差异。这些结果表明，超声辐射会影响关节内术后早期的炎症过程和纤维化，并在相关的家庭和国际会议上呈现。

项目成果

Analysis of gene expression after ultrasound therapy for intraarticular adhesion model in rats

超声治疗大鼠关节内粘连模型后基因表达分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Ryo Nakahara;Akira Ito;Momoko Nagai-Tanima;Hideki Kawai;Zixi Zhao;Chia Tai;Hiroshi Kuroki
• 通讯作者: Hiroshi Kuroki

超音波治療はラット膝関節における術後癒着を軽減する

超声治疗减少大鼠膝关节术后粘连

• 发表时间: 2023
• 作者: 中原 崚;伊藤 明良;谷間 桃子;河合 秀紀;趙 梓汐;戴 嘉;徐 仕軒;安孫子 幸子;青山 朋樹;黒木 裕士
• 通讯作者: 黒木 裕士

ラット膝関節における術後癒着に対する低出力超音波パルス治療効果の検証

低功率超声脉冲治疗对大鼠膝关节术后粘连的效果验证

• 发表时间: 2021
• 作者: 中原 崚;伊藤 明良;中畑 晶博;河合 秀紀;王 天舒;趙 梓汐;徐 仕軒;戴 嘉;青山 朋樹;黒木 裕士
• 通讯作者: 黒木 裕士

The effects of low-intensity pulsed ultrasound on expression of inflammatory factors for preventing knee joint adhesion in rats

低强度脉冲超声对预防膝关节粘连大鼠炎症因子表达的影响

• 发表时间: 2023
• 作者: Ryo Nakahara;Akira Ito;Momoko Nagai-Tanima;Hideki Kawai;Chia Tai;Tomoki Aoyama;Hiroshi Kuroki
• 通讯作者: Hiroshi Kuroki

ラット膝関節の術後癒着に対する超音波照射強度と時間の影響の検証

超声照射强度和时间对大鼠膝关节术后粘连影响的验证

• 发表时间: 2022
• 作者: 鈴木淳也;米津亮;齋藤聡佳;成澤雅紀;中山和己，高畠啓，斉藤陸，国分貴徳;中原崚，伊藤明良，谷間桃子，河合秀紀，趙梓汐，徐仕軒，戴嘉，安孫子幸子，青山朋樹，黒木裕士
• 通讯作者: 中原崚，伊藤明良，谷間桃子，河合秀紀，趙梓汐，徐仕軒，戴嘉，安孫子幸子，青山朋樹，黒木裕士