Posted at the Institutional Resources for Unique Collection and Academic Archives at Tokyo Dental College, Available from http://ir.tdc.ac.jp/
Title
Effect of Low-Intensity Pulsed Ultrasound on
Bone-Healing Process in Murine Low-Turnover Osteoporosis
Mod
Author(s)
吉田, 有智
Journal
歯科学報, 114(1): 82-83
URL
http://hdl.handle.net/10130/3242
Right
論 文 内 容 の 要 旨 １．研 究 目 的 高代謝回転型骨粗鬆症では，骨欠損に対する治癒遅延やインプラント治療の成功を妨げる因子であることが 報告されている。しかし，低代謝回転型骨粗鬆症においてはインプラン治療への影響はおろか，骨欠損に対す る治癒過程への影響も報告がなされていない。 一方，低出力超音波パルス（LIPUS）は，骨折の治癒促進に有効であることが知られており，インプラントの 骨結合促進や高代謝回転型骨粗鬆症における骨欠損の治癒を促進することが報告されはじめている。しかし， 低代謝回転型骨粗鬆症に対する LIPUS の効果はまったく報告されていないのが現状である。そこで本研究で は，低代謝回転型骨粗鬆症モデルマウス SAMP６を用いて，LIPUS 照射が低代謝回転型骨粗鬆症の骨欠損部 治癒過程に及ぼす影響を検討した。 ２．研 究 方 法 SAMP６とコントロールマウス SAMR１に対して，大腿骨に骨欠損を形成した。術後７日後より，骨欠損 部に LIPUS 照射（１MHz，３２０mW，１５分／日）を行なった群を LIPUS 照射群 P６LG（モデルマウス），R１LG （コントロールマウス）とし，非照射群を P６CG，R１CG とした。放射線学的評価は，術後０日と１４日後に実 験動物用３D マイクロ X 線 CT で撮影を行ない，経時変化計測ソフトを用いて骨欠損部の骨量の増減を計測 した後，統計解析で評価した。組織形態学的評価として，H-E 染色標本から骨欠損部に形成された新生骨を外 側部・中央部・内側部に分割し，各領域における新生骨形成量の割合比較と免疫組織化学染色によるオステオ カルシン発現の局在性の検討を行った。 ３．研究成績および結論 経時変化計測において，増加した骨量は，SAMR１群で照射による差がみられなかったのに対し，SAMP６ 群の P６LG は P６CG と比較して有意に大きい値を示した（p＜０．０１）。また，減少した骨量においては SAMR １群，SAMP６群ともに差はみられなかった。組織形態学的評価では，R１CG の新生骨は線維性骨であった のに対し，R１LG では，母床骨と類似した層板骨様の像を呈していた。一方，SAMP６群の新生骨はいずれ も海綿骨様構造を呈していたが，P６LG は P６CG と比較して外側性に新生骨の増生傾向がみられた。また， 欠 損 部 新 生 骨 形 成 量 の 割 合 は，SAMR１群 で は，R１LG が R１CG と 比 較 し て 中 央 部 で 有 意 に 高 く（p＜ 氏 名（本 籍） よし だ あり とも
吉
田
有
智
（千葉県） 学 位 の 種 類 博 士（歯 学） 学 位 記 番 号 第 １９５６ 号（甲第１２０２号） 学 位 授 与 の 日 付 平成２４年３月３１日 学 位 授 与 の 要 件 学位規則第４条第１項該当学 位 論 文 題 目 Effect of Low-Intensity Pulsed Ultrasound on Bone-Healing Process in Murine Low-Turnover Osteoporosis Model
掲 載 雑 誌 名 Journal of Hard Tissue Biology 第２２巻 ３号 ３０１−３１０頁
２０１３年４月 論 文 審 査 委 員 （主査） 矢島 安朝教授 （副査） 井上 孝教授 柴原 孝彦教授 吉成 正雄教授 阿部 伸一教授 歯科学報 Vol．１１４，No．１（２０１４） ８２ ― ８２ ―
０．０５），SAMP６群では P６LG が P６CG と比較して，外側部（p＜０．０１）および内側部（p＜０．０５）で有意に高い 傾向がみられた。骨芽細胞の分化マーカーであるオステオカルシンは，P６CG では，外側部に限局して発現 しているのに対し，P６LG では外側から骨髄側の全領域に陽性細胞が散見された。 低代謝回転型モデルマウス SAMP６における骨欠損の治癒遅延に対して，LIPUS 照射は正常な骨膜からの 新生骨形成を促し，低下した骨髄側からの骨形成を補完し治癒を促進する可能性が示唆された。 論 文 審 査 の 要 旨 本研究の目的は，低代謝回転型骨粗鬆症の骨治癒過程における低出力超音波パルス（LIPUS）が与える影響を 検討することである。低代謝回転型骨粗鬆症モデルマウス SAMP６とコントロールマウス SAMR１の骨欠損 部に LIPUS 照射を行い組織学的および放射線学的評価を行なった。その結果，低代謝回転型モデルマウス SAMP６における骨欠損の治癒遅延に対して，LIPUS 照射は正常な骨膜からの新生骨形成を促し，低下した 骨髄側からの骨形成を補完し治癒を促進する可能性が示唆された。 本審査委員会では１）LIPUS による骨治癒促進の機序はなにか，２）経時的な増加骨量が SAMP６で高い 結果を示した根拠について，３）重ね合わせ画像解析における手技による誤差の有無について，４）０日例７ 日例との比較の必要性についてなどの質疑があった。これらの質疑に対して１）LIPUS はメカニカルストレ スの一つであり，細胞活性亢進を引き起こすと考えられている。LIPUS はサイトカインを増加させること で，骨芽細胞の分化を促進し，骨吸収さらには血管新生をも促す。その結果，骨のリモデリングを活性化させ ることで骨形成に促進的に働くことが報告されているが，細胞レベルでの活性化の機序については一定の見解 はなされていない。２）本研究での計測方法は，増加した骨梁を示す red area の表面積を数値化して行なっ ている。SAMR１に比較して SAMP６の骨梁は未熟で骨の治癒遅延を示した。SAMR１では新生骨は既に成 熟し，仮骨の幅径が狭まっていたのに対し，SAMP６では未だ仮骨形成期であったために新生骨が広範囲にわ たり存在していたと考える。その結果，新生骨の表面積は SAMP６で高い値を示したものと考えられる。 ３）重ね合わせ像において欠損部以外の外周部にみとめられる増加像（red area）がズレによるものであれば， その反対側において減少像（blue area）がみとめられるはずである。従って欠損部以外にみとめられる増加像 は成長によるものと考えられる。また同所見をみとめたものは一例であり，各群につき一個体から１０枚の像を 抽出し統計解析を行っているため，その誤差は十分に補正されていると考えられる。４）マイクロ CT 所見で は仮骨形成が所見として抽出されてこないため本研究では除外とした。また，一般に仮骨形成が最も盛んとさ れる７日例の H-E 所見では，SAMR１と比較して SAMP６の欠損部は肉芽組織に富み，仮骨の形成に乏しい 傾向をみとめた。この結果から LIPUS の介入の有無に関わらず，SAMP６の治癒の遅延が示された。今回は 欠損形成直後から１４日までの経時的に増減した骨量を検討しているため，提示する組織標本は０日と１４日のも のとした。との説明が行われ，概ね妥当な回答が得られた。また英文の表記，図表の修正，参考文献の整理に ついて指摘がなされ，訂正が行なわれた。 以上より，本研究で得られた結果は，今後の歯科医学の進歩，発展に寄与するところ大であり，学位授与に 値するものと判定した。 歯科学報 Vol．１１４，No．１（２０１４） ８３ ― ８３ ―
