頭蓋骨補填形成の実験的研究

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頭蓋骨補填形成の実験的研究

金沢大学医学部脳神経外科学講座（主任山本信二郎教授）

島利夫

（昭和49年5月4日受付）

頭蓋骨は．脳の保護あるいはその容器とし七の意義が大きく，重力を支えあるいは運動機能に関係する長掌骨の場合とは著しい差がある．また頭蓋冠は，骨膜と硬膜にはさまれ，それらに面する造吟興は同一でなくD，さらに球形のまま成長するという特殊性がある．

小児においては，かなり大きな頭蓋骨欠損も，硬膜が正常の場合には，その造可能のために，自然の骨形成が期待し得る2渤．これに対し，成人の場合には，骨欠損部はそのままゼは，島謐ｭ骨組織に置き換えられたままに残り，骨膜や硬膜の造骨能を期待することができない4｝．このように，頭蓋骨を包む骨膜や硬膜の造骨能は，年令により違いがあり，この事実は頭蓋骨形成術には極あて重要な意義を持つ．

従来，骨窓の補填に最もよく用いられるのは，手術の際に一旦別出した骨弁である．この場合，移殖骨弁の超生癒合が最も確実なのは，筋肉の有柄骨弁である 5｝．また，骨膜をも完全に剥離した骨弁でも超生し得

るとされ，手技の簡便のため遊離骨弁もよく用いられている61．斉藤ら7｝は，肩甲骨からの遊離骨移殖について検索し，平入骨は吸収されることなく周囲の骨と骨性癒着を営むことを証明し，この場合骨の再生にバーベル氏管内皮細胞の役割の大きいことを指摘した．これに対し死滅骨の移植は，結局は吸収の運命をたどる

ものとされてきた6）．

動物実験では，Ray8）らやYoung9）らは同種骨の冷凍保存骨，脱灰骨．静思白骨移植の比較検索をし，

これらはいずれも結合織に包まれ，播入筆の周囲に骨新生が見られ，また，エチレンジアミン処理による脱蛋白骨は吸収され，新生骨に置き換わると述べてい

る．さらに， Emotolo）は煮沸骨， RossomofflDらは脱蛋白骨の移植を試み，それぞれ骨癒合することを述べている．一方合成樹脂として，アクリル樹脂ならびに金属材料としてタンタルムらは異物反応が少ない点より，頭蓋骨欠損の補填材料として用いられてい

る．

上述の如く，頭蓋膏形成には，移植組織の超生を期待するもの，周囲組織の間葉系の反応を期待するもの，およびその反対に，間葉系の反応の少ないことを望むなど様々であるが，いずれにしても間葉系の反応が最も重要な要素といえる．本編では，頭蓋骨形成術に描入された補填括入物が，骨膜と硬膜に包まれて，

どのように変化するのか，あるいは骨膜や硬膜にどのような反応を起こさせ，変化してゆくのか，この時の仮骨形成，石灰沈着はどこにでき，どのように新生骨を作るかという骨の動態について，従来の脱灰標本と， tetracyclineと Calceinで蛍光標識した非脱灰標本により比較検索した．

実験材料と方法

実験動物には，生後2ヵ月以下の幼若雑種犬と2年以上の雑種成犬とを使用した．麻酔には，チオペンタールNa（20−25mg／kg）を静注した．手術野の消毒には，塩化ベンゼトニウムの10％アルコール溶液を使用した．両側頭頂部にわたる冠状皮切を行い，直径 1αηのトレフィンで骨欠損を作り，補填播入物質として，1）一度取り出した新鮮骨弁，2）煮沸骨，3）

エチレンジアミンで110。C，60分処理による脱蛋白骨．4）アクリル樹脂板などを用いた．観察期間は4

日，1，2，3，4週および最長8カ月とした．

化骨．および石灰沈着の動態を観察するため，蛍光標識法を用いた． tetracycline系の薬物（tetracy−

cline， ehlortetracycline， oxytetracyc巨ne， demet−

hyl chlortetracycline）を投与すると，この物質は形成あるいは改変されっっある骨組織内に取り込まれ．無機塩または有機塩と結合し，その部位は薄切研磨標本蛍光顕微鏡下で強い黄金色の蛍光を発する．また Calcein，3，3 一Bis〔N， N−di（carboxymethy1）一 aminomethyl〕一fluoresceinは， Caと結合すると黄緑色の強い蛍光を発し， tetraCyClineの場合とは色を異にする12）．この研究ではあるものには手術当

The Repair of Experimental Defects in Dog Skulls；Observation after imp−

lantation with various graft materials．Toshio Shima， Department of Neurosur−

gery（Director：Prof． S． Yamamoto）， School of Medicine， Kanazawa University．

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日に， oxytetracycline（25mg／Kg）を筋注し，3 週後にCalcein（50mg／Kg）を腹腔内注射することによる2色蛍光標識法を用い，化骨および石灰化の時間的経過を追跡した．

動物は，チオペンタールNaで屠殺し，頭蓋骨の脱灰ならびに非脱灰標本を作製した．脱灰用標本は，10

％中性ホルマリンに固定し，交流電気脱灰法で脱灰した．これをパラフィンに包埋，7μに薄切し，ヘマトキシリンェオジン染色，マッソン染色，エラスチヵワ

ンギーソン染色により検索した．非脱灰標本の作製には13），頭蓋冠をアセトンで固定し，1日後Bio−Plas．

tic Specimen樹脂のポリエステル樹脂の中に入れ，

真空ポンプで標本の中の空気を除くとともにポリエステル樹脂の浸潤を促進し，さらに1日後少量の硬化剤を入れゆっくり硬化させた．硬化したポリエステル樹脂標本を糸ノコで約1〜2mm幅に切断し，これを耐水研磨紙250〜800番を用い，用手研磨法で研磨して70

〜120μの薄片を作製し，グリセリンで封入し蛍光顕微鏡（ニコンFT）で観察した．顕微鏡写真には，フジカラー，ならびに Kodak−tri−Xpanフィルムを用

いた．

実験成積 1 自家新鮮遊離骨

1）幼若犬；自家新鮮骨を移植し，4日目に見られる最も著明な変化は，骨弁と骨窓端ならびに硬膜との間隙である．骨弁と硬膜の間隙には（写真1），赤血球が堆積し，硬膜の反応による線維芽細胞が増殖しその中に血管も増殖している．線維芽細胞は，骨弁と骨窓端の間隙にも増殖し，骨弁の骨梁間隙より侵入し骨髄腔にまで続いている．骨弁の骨膜から増殖した雨性結合織は一部骨窓端との間隙にも入り，この部位に石灰沈着も見られる．骨弁の骨細胞は変形し，核の染色性が悪く，一部骨梁の萎縮と骨髄腔の拡大が見られるが，骨梁周囲には未だ骨芽細胞は見られない．1週目には（写真2，3），骨弁の骨髄腔は拡大し，血管の増殖とともに空胞の形成が見られる．内基礎層板には．バーベル外外が多く見られ，一見著明な骨増殖の観はあるが，後述の蛍光標識標本で見ると，この部位には骨代謝は低下している．これに対し，外基礎層板は薄く，層板状骨の改変は比較的少ない．骨弁の断端近くの骨髄腔には，骨芽細胞が見られ骨新生を認あるが，骨弁の中心部には骨芽細胞は見られない．骨弁と硬膜との間隙には，線維芽細胞や血管が増殖し，骨弁に接して骨新生を認める．2週目には（写真4），骨弁と骨船端に新生骨による骨癒合が見られる．3週目で

は．骨弁と硬膜の間隙は新生骨で埋まり，骨弁の内基層層板と骨癒合して骨弁の境界は不明瞭になっている．骨弁の外基礎層板は，骨筆端の骨膜側からの新生骨でお、われるようにして骨癒合し，骨髄腔の骨梁は，吸収と形成を繰り返し新しい骨梁となる．8ヵ月後の標本では（写真5），骨髄腔の著しい拡大を見るが，辺縁部は完全に骨癒合しその境界は不明瞭とな

る．

写真6は，手術当日に tetracyclineを，21日目に Calceinを注射し，それより3日後に取り出した2色蛍光標識の標本である．播入骨弁の tetracycline による黄色の蛍光を発する部位は，骨下端に比べると少ないが，外基礎層板では弱く見られるのに文寸して，

内基礎層板の蛍光は著しく少ない．この所見は，移植初期における遊離骨弁の造骨能が著しく障害され，その中でも特に内基馬蝉板の造骨能が外基礎層板よりも低下していることを示す．これに対し，3週目に投与した Calceinによる蛍光は正常骨では外基礎層板に多く見られ，明らかに骨膜側の骨新生が硬膜側に比べて著しく多いが，播入骨弁の部位では，硬膜からの骨新生が著しく多く，これが内基礎層板の中に入り込んでいる．一方，骨膜側に見られる骨新生は，周囲の骨窓端の骨膜からの新生骨が伸びてきたものである．

2）成犬；弾入骨弁の骨細胞は，播入直後より変形し染色性の低下が見られる．4日目の標本では，骨弁の骨梨は一部吸収され骨髄腔は拡大しており，骨弁の周囲には線維芽細胞が見られるが骨芽細胞は見られない．1週目では，骨弁と骨面端の間隙および硬膜との間には，血管増殖を伴った線維芽細胞が増殖し，拡大

した骨髄腔に侵入し，外基礎層板，内基礎層板，および骨梁は吸収され始めている．3週目では（写真7），

骨梨はさらに吸収され，外基礎層板の骨膜側には破骨細胞を認める．骨髄腔では，線維芽細胞や骨芽細胞の密度はさらに高くなり正常な骨髄組織は認あられない．骨弁と骨窓端間隙ならびに，骨弁と硬膜の間隙に生じた骨芽細胞に骨新生が見られ，これはマッソン染色で青く染まり未だ石灰化していない仮骨の段階にある．このように，主として骨梁が吸収されることにより骨髄腔の拡大と同時に，外基礎層板，内基礎層板も一部吸収されるが，骨弁辺縁組織の一部に骨新生が見られ．このものは骨窓間隙の幼若結合織からの骨新生とともに働いて骨癒合する．

第1日、目と第21日目に tetracycline， Calcein を投与した2色蛍光標識標本では（写真8），蛍光は骨弁．骨鄙野ともに幼若犬と比べるとはるかに少なく乳部位による tetracycline， Calceinの区別は

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つけ得ない．特に骨弁では断端にわずかに蛍光が見られるのみである．骨弁は骨梁の一部が吸収されるため，骨髄腔が拡大している．写真8に示す標本では，

硬膜は骨細端から剥離しており，この間隙には骨新生を示す蛍光が見られ，骨窓断端からの骨新生と連続して骨弁と熱狂端間隙を埋あ硬膜側で骨癒合を形成して

いる．

皿煮沸骨

1）幼若犬；煮沸骨弁播入4日目の標本では，骨弁の骨細胞の染色性は周囲の正常骨組織に比して著しく低い．骨弁の周囲には，手術操作の影響としてまだ赤血球とヘモジデリンの沈着が見られるが，一方，線維性の疎性結合織の新生が見られる．括入骨弁と骨窓端の間隙には，ヘマトキシリンエオジン染色で赤く染まる石灰沈着が見られ，硬膜側にも石灰沈着が見られる．1週目では（写真9），線維芽細胞の増殖が著しく，骨弁断端の骨膜側では線維性結合織が放射線状に伸びここに著しい石灰沈着を認める．先に見られた骨弁と硬膜の間の石灰沈着も，この時期にはさらに増加する．骨弁購入直後に蛍光標識した1週目の標本では

（写真10），骨弁と肥厚拡大した硬膜の間隙には塊状の石灰沈着および骨新生を示す蛍光が見られる．浮浮端および骨弁断端に蛍光を発し，この部位から放射状に延びて両者の間隙を結ぶ橋を形成している．しかし，骨弁のその他の部位では正常骨に比べ蛍光は全体として少ないが，それでもなお，拡大した骨髄腔の骨梁の周囲に微弱ながら認められる．2週目のHE標本では，外基礎層板，内基礎層板，骨梁などの一部は破骨細胞によって吸収され，骨髄腔は線維芽細胞で満たされ，一方，骨窓端および骨弁と硬膜との間隙においては，新生骨はさらに増殖し骨窓端と新生骨で置換された内基要物板は癒合している（写真11，12）．3週間隔の2色蛍光標識でも，骨弁と骨窓端の間隙は完全に新生骨によって埋められているのが見られる（写真 13）．骨弁では，骨梁の萎縮により骨髄腔が拡大するが，その部位に骨新生を示す蛍光が見られ，内基礎層板は硬膜からの新生骨で置換され，吸収と形成が繰り返されて厚みを増す．4週目の標本では（写真14），骨弁は内基礎層板側から吸収されるとともに，新生骨に置換され，骨弁の播入部位は不明瞭となっている．

2）成犬；1週目では，骨弁に接しその周囲に疎性結合織の増殖が見られるが石灰沈着は見られない．括入骨弁の細胞および骨髄腔の組織は煮沸による死滅めま＼残り，まだ周囲からの影響を受けていない．播入時の蛍光標識標本でも，この時期には骨弁ならびにその周囲組織には全く蛍光は見られない．3週目では

（写真15），毛細血管および線維芽細胞より成る内芽組織が骨髄腔を満し，骨弁周囲にも密に見られる．しかし骨芽細胞と骨新生は骨弁の断端にわずかに見られるのみで，骨癒合は未だ見られない．骨弁の外基礎層板，内基礎層板は一部吸収され，肉芽組織で置き換えられている．骨弁と硬膜との間隙にも肉芽組織が充満しているが，骨新生や石灰沈着は見られない．

2色蛍光監事標本では（写真16），特に骨弁の辺縁部にわずかに tetraCyClineによる蛍光が見られるが，骨膜側，硬膜側および骨髄腔の骨梁では吸収による骨弁の変形が見られるのみで，tetraCyClineの蛍光は全く見られずこの部位には骨新生が全くないことを示す．これに対し，再来端の正常骨部位において，

骨髄腔の骨梨周囲および骨窓端から剥離している硬膜上にわずか骨新生を示す蛍光が見られる．

皿脱蛋白骨（エチレンジアミン処理骨）

1）幼若犬；1週目のHE標本では（写真17），骨弁に脱蛋白と脱灰の二重の操作が加わり，しかも周囲から間葉系組織反応がまだ内部におよばぬたあ骨弁自体は無構造の組織像を示す，骨弁の周囲には，赤血球や中細白血球が未だ広汎に堆積し，その中に幼若毛細血管とともに線維腫細胞の著明な増殖が見られる．骨骨端辺縁からは，骨芽細胞が骨梁を形成し，間隙を渡って骨弁の方向へ延び，一部に塊状の石灰沈着も見られる．骨弁の下の硬膜は肥厚し血管腔の拡大とともに骨芽細胞の増殖を伴い骨新生も見られるが，このものはマッソン染色で青く染まり仮骨の段階にあることを示

している．

骨弁年玉直後に Calceinで蛍光標識した1週目の標本では（写真18），骨弁の骨梨全体が一様に緑色の蛍光を発しこの部位に石灰沈着が起っていることを示している．しかし骨弁に接する周囲の結合織に蛍光はほとんど見られず，これに対し骨窓端の正常骨に接する硬膜や骨膜に接して蛍光が認められ，この部位に骨新生があるのとは顕著な対照を示す．2週目のHE標本では（写真19），骨弁の骨梁間隙は線維性結合織および線維芽細胞で満たされ，骨梁に接してエオジンに濃染する無構造硝子様基質がみられる，しかしこの時期には，骨窓および硬膜から生じた新生骨は未だ骨弁とは接するに至らない．4週目のHE標本では（写真 20），骨弁の骨髄腔は骨弁と骨窓端との間隙から侵入した線維性結合織および線維芽細胞で埋められ，骨弁の骨梁の周囲には硝子様基質，骨芽細胞および新生骨が見られ骨窓端からの新生骨と連続している．写真21は 2色蛍光標識標本であるが，骨弁には tetracycline による黄色と Calceinの緑色の蛍光が同じ場所で見

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られるため黄緑色に見られるが，さらにこの骨梁周囲に緑色のみの蛍光が見られ，．ここに骨新生のあることを示している．この骨弁は骨窓端からのびてきた新露骨によって外からも包まれ内外から新生骨により強化されている．8ヵ月のHE標本では，石灰沈着した骨弁は，辺縁の骨窓端と完全な骨癒合を示し，境界は不

明瞭である．

写真22は手術後ならびに2ヵ月後に tetracycline 投与し8カ月の蛍光標本であるが，骨弁に標識された蛍光は裾麗し白色化して残り，骨弁は骨稟周囲に吸収と形成を繰り返してできた新生骨と，骨弁周囲にできた新生骨によって内外から包埋されている．

2）成犬；掻入1週目のHE標本では，骨弁の周囲を毛細血管や線維性結合織が取りまいている，骨角端では，骨梁に連続してわずかに骨新生は見られるが，

骨弁の周囲組織に石灰沈着は見られず，骨芽細胞や骨新生も見られない．硬膜の反応は少なく骨弁との間隙に線維芽細胞の増殖は未だ見られない。3週目の蛍光標識標本では（写真23），骨窓端において，骨膜および硬膜側から新生骨を生じ，骨弁との間隙にのびているが，未だその程度は少なく，骨弁と結び橋を形成する程には至らない．移植骨弁の骨梁には， tetracyc−

lineおよび Calceinによる蛍光が重複して黄緑色に一見られ，この部位には石灰沈着が持続的に起ってい

ることを示す．骨弁の周囲には，石灰沈着や骨新生による蛍光は見られない．この時期における脱灰標本では骨弁の骨梁間隙に結合織の侵入を見るが，石灰沈着あるいは造面の反応は見られない．

IV アクリル樹脂板

1）幼若犬：アクリル樹脂板で骨油を補填した1週目の標本では，樹脂板は拡張した血管と中江白血球を伴った結合織に包まれる．骨窓端の骨面に連らなって骨芽細胞が見られるが，樹脂板に及ばない．3週目の標本では（写真24），骨窓端の骨梨からのびた新生骨は，樹脂板に近接すると生長を止める．一方樹脂板と硬膜との間隙には，石灰沈着や骨新生はほとんど見られない．樹脂板をお、う骨膜には，一部に骨芽細胞からの骨新生を見るが，樹脂板を包む程には増殖しない．このため骨窓端の骨は生長につれ厚さが増すのに比べ，樹脂板の部位では骨の厚さが増さず変形を残すことになる。

2）成犬；喜入後アクリル樹脂板の周囲には，赤血球と中好白血球の堆積が見られるが，これらは1週か

ら2週にかけて徐々に減少する．樹脂板に接して線維性結合織が取り囲み，骨窓端部には，これらの骨新生はわずかに増して樹脂板に近接するようになり，この

樹脂板の周囲には炎症性反応は見られない．

考

按

頭蓋骨欠損部の補填に，Seyde114）ははじめて脛骨より採り出した自家遊離骨弁を用いた．さらに筋肉片を骨弁に付けて有茎骨弁とする開頭の方法は， Wagn・

er5）によって成されたが，その後Leriche15），Boldre・

y6）らは遊離された新鮮骨弁を用いても実際上の不都合はなく，手術の際の簡便性の利点を強調した．これに対し煮沸骨が移殖された場合は，18ヵ月で吸収され

るという6）．

一般に動物実験において，新鮮自家骨，同種骨，保存骨（自家冷凍骨，同種冷凍骨，同種煮沸骨）などが移植された場合，骨新生を見るのは新生骨のみであり同種骨や保存骨は吸収されることが見られている16嘲18）．

Sabet19）らはラットを用いて骨移植の実験をし免疫学的に同系の isograftsと homograftsを比べ，

isograftsでは血管が容易に入り込み骨弁の周囲組織が充血し後には正常に戻るのに対して，homografts では徐々に充血し炎症反応を加えるという． Em−

otolo）は煮沸骨を用いて1年後に完全な骨癒合の行われたのを見た．しかしこの実験には幼若犬に小さな骨窓が用いられている事実より，移植骨弁は吸収される

とともに周囲からの新生骨によって置換され，あたかも骨癒合の観を与えたものと考えられる．

自家遊離移植骨弁の運命に関し， Ham20）は，骨が一旦遊離されるとたとえ直ちに整復されても直接の血液供給が絶たれるため，海綿骨でもその辺縁より1／5 mm以上離れた部位では生存する可能性がなく，特に緻密骨は骨に血液循環が再開するまで生き残ることはほとんどないと主張した．ここに注目を要するのは Anderson2Dらの研究である．彼らはラットの前眼房に自家骨と同種骨の移植を試み，自家海綿骨は3週目頃に骨髄の骨梁が生長して骨新生し，同種骨では一旦骨新生は見られるが2週目に死滅し8週目頃に層板構造の乏しい新生骨が徐々に増大しているのを見た．一旦死滅した骨組織が再生する現象は，骨組織が長い期間周囲の組織に接触していることが刺戟となって，宿主の細胞を骨組織に変化させるものと解されている．

移植された新鮮骨弁の運命は，幼若犬と成犬では著明な差がある．幼若犬において，早期に骨細胞に染色性の低下と骨梁の萎縮を見る．内基三層板は硬膜側から発生した新生骨と癒合するが，成長の過程とともに古い内基礎層板は新生骨に置換される．蛍光標識標本で検索すると，移植直後の骨弁自体には，造骨作用は外基礎層板にわずかに残っているのみであるが，3週

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目頃には骨梨の造畢能は回復し，骨髄の改変とともに群群端からの新生骨と骨弁とは癒合を生じ，8ヵ月には骨髄腔の拡大により移植骨の部位が不明瞭になり，

骨弁の骨膜側の骨肥厚により播入部位が推定されるのみとなる．これに対し，成犬では蛍光標識法で見られる移植骨弁の骨代謝は少ないが，この現象は正常骨組織部位も同様であり，必ずしも両者に区別をつけ難い．しかし脱灰標本で見ると，骨弁の骨髄腔に線維組織が入り込み骨梁ば萎縮し骨髄腔は拡大し，内基礎層板，外基礎層板の一部は吸収されて菲薄化しているが．骨弁辺縁にわずかながら骨新生を生じ，このものが下馴縁からの新生骨と結合して両者を癒合させている．造骨能の低下した骨弁の骨組織も支持組織としての機能を果し，異種骨あるいは煮沸骨にみられる如き異物としての組織反応は少なく，かえって周囲の増殖性の組織反応を促して新生骨を形成し癒合させるといえる．・

煮沸骨弁が補填物質として役立ちうるのは幼若犬に限るといってよい．移植骨弁の周囲に，間葉系組織の増殖を促すとともに，わずかながら石灰沈着を示す．

ついで骨弁は破骨細胞により急速に破壊されるが，同時に周囲からの新生骨によって置換される．これに対し，成犬の場合には，吸収された骨組織は肉芽組織に置き換えられるのみで，骨新生はむしろ抑制される傾向が見られる．

同種骨、異種骨の移植には異物反応が必須であり，

従ってこれらを利用する場合には骨弁の異物反応の除去が試みられた． Maatz l7）らは，骨欠損部にエチレンジアミン処理による脱蛋白骨を用い，骨癒合したのを見ている． Rosomoff1Dらは，自家骨，他家骨，

異種骨のそれぞれのエチレンジアミン処理骨と新鮮自家骨とを頭蓋骨欠損蔀に補填して比較し，他家骨のエチレンジアミン処理骨が最も早く骨癒合し，他の処理骨も異物反応を示さぬことを述べている． Young9）

によれば，頭蓋骨欠損部に入れたエチレンジアミン処理骨は結合織に包まれ，吸収されて新生骨に置き換えられるという．しかしこの物質が骨窓に補填された場合に見られる組織反応は，前述の自家新鮮骨あるいは煮沸骨材料の場合とは著しく趣きを異にする．まず年令にかかわらず骨弁の骨梁に一様の石灰沈着を生じ，

この現象は蛍光標識標本によって極めて明瞭に証明された．次に特に幼若犬において，結合織が骨梁の間隙へ入ってこれを満し，しかも骨梁に接してエオジンに好号する無構造硝子様基質を生ずる．この硝子様基質は結合織の硝子様変性ではなく，骨窓端と連続した類骨組織である．これらの骨梨への石灰沈着と，骨子間

隙の線維性結合織の侵入および骨梁周囲への類骨組織の形成は，骨弁を機械的に補強する役割を果すものといえよう．さらに骨新生は骨腫端骨膜および硬膜側からも生長し，8カ月後では骨弁は著しい石灰沈着と共に，骨梁周囲および骨弁周囲の新生骨により圧迫変形されっっ癒合している．成犬では，骨梁に石灰沈着を見．その間隙に線維性結合織が入り込むが，無構造硝子様基質の類骨組織の形成はほとんど認あられない．

非生物学的補填材料として，金属（タンタルム22囎26），

ステンレス27）28），チタン29），アルミニウム30）），合成樹脂（アクリル樹脂3D）等が用いられているが，これらには異物反応がなく，間葉系の反応の少ないことを期待するものといえよう． Spence32）は金属板と合成樹脂とを比較し，合成樹脂の長所として美容上良いことや，熱伝導率が低く頭痛の原因とならないこと，

レントゲンや脳波でも変りないこと，さらには内基灘区板と同じ厚さにすることにより，脳脱による大脳皮質の障害を防げる事をあげている．実際アクリル樹脂板を用いた場合の顕著な特徴は，補填物質に接する部位の間葉骨組織反応は著しく抑制されることである．

従ってこの物質を成犬に用いた場合は，頭蓋の支持物質としての機能を果し得るのに対し，幼若犬ではその成長とともに頭蓋骨の変形をきたす結果となる．

頭蓋骨窓に補填物を挿入した場合，周囲の組織特に骨膜や硬膜の反応は多少にかかわらず必須であり，その造骨能は骨癒合に不可欠なものである． Block：B）

は，頭蓋骨膜，骨内皮細胞および硬膜はそれぞれ造骨継を持つが，その中で硬膜の造骨機能が一番強いと述べている． MUke34）は成長途上の動物の頭蓋骨に骨欠損を作製した場合，硬膜に損傷がなければ，骨欠損部に骨は新生するが，硬膜を除去するとほとんど骨新生が見られないと述べ，硬膜の造田能を強調している．深津35）も，骨移植時の骨再生に関与する部位は，

硬膜が最も主要な位置を占めると述べている．しかし Fischer4）は，成人では硬膜からの骨形成はほとんどなく，頭蓋骨骨折間隙は膠原線維の多い肉芽組織に埋まり，骨癒合は見られないと述べている．これらの研究者による主張の相違は，硬膜の年令による変化によるものである．幼児の硬膜は細胞に富み波状の線維が平行に走るが，加令とともに細胞成分は減少し，線維は直線状の走行をとり，粘液物質や石灰沈着が見られ，さらには膠原線維の間に裂隙を生ずるようになる 36）．この細胞に富む幼若な硬膜は，さらに三層に分けられ，最外層は頭蓋骨の外骨膜であり，多数の小血管を持った疎性細胞組織であり，この最外層の変化は，

頭蓋骨内基礎層板に骨の吸収かまたは形成が起ってい

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るかにより様々の変化を示す3η．硬膜の造骨能を蛍光標織法により検索すると，幼若犬の正常な頭蓋骨の発育は，骨膜側が硬膜側よりはるかに旺盛である．しかし一旦骨欠損を生じ，その部位が補填された場合，硬膜の反応が盛んとなる．成犬では，この硬膜のみならず骨膜からの骨新生も少なく，ほとんど肉芽組織で，

骨欠損部は埋められる．

長虫骨の骨折治癒機序について， KUntscher38）

は、骨折の際には骨折間隙および周囲のすべての組織から未分化な結合織が増殖し，このものが，誘導機序により骨，あるいは軟骨に変化するが，この心骨癒合に最重要な仮骨形成は，局所の化学的炎症によってのみなされると述べている． Maximow39）は未分化間葉系細胞の異形成の意義を強く主張し，刺戟や環境により軟骨細胞でも，骨芽細胞あるいは骨細胞に分化し得る多白熊をもつとしている，国見40）はラットを用い Ca45を tracerとし検索し，仮骨片を筋肉内に移植した場合，移植床の幼若結合織の骨形成能を誘導して類骨組織ないしは骨組織が形成されることを証明した．

しかし Lexer4D， Axhausen42）らは，仮骨は骨に直接関係する組織のみからできるのであり，外骨膜，内骨膜，骨髄組織の骨形成能を有する特異組織，骨芽細胞から造られ得るとした。

本研究の従来の脱灰標本より得られた結果で見る限り，頭蓋骨骨欠損部に骨弁が直入された場合，それが自家新鮮骨であっても，その中で超生するものは比較的少なく，骨癒合に関与する反応の大部分は骨膜，硬膜および骨窓端からの骨芽細胞からの骨新生によるものであり，未分化間葉系細胞の化生が最も重要な役割を果している．しかし蛍光標織法による骨代謝の検索では，石灰の代謝は生骨あるいは間葉系組織のみによるものでないことが明らかにされた，自家新鮮遊離骨、煮沸骨およびエチレンジアミン処理脱蛋白骨のいずれにも移植骨弁自体に石灰沈着による蛍光が見られるが，その様式には著しい差がある．自家新鮮遊離骨の骨梁周囲および骨弁辺縁のバーベル氏紙類骨層に見られる蛍光は，骨弁が超生し造骨能のあることを示す．さらに骨弁の辺縁あるいは骨面に接して生ずる石灰沈着は，この部位に骨新生を促しその骨代謝に利用されるものと推定される．

石灰沈着は，超生の可能性が絶無な煮沸骨，あるいはエチレンジアミン処理骨を移植した場合に特に顕著である．幼若犬に煮沸骨を移植した場合，骨弁の断端およびそれに接する周囲の結合織のみならず骨梁の周囲にもわずかながら石灰沈着を生ずるが，これは増殖あるいは間隙に侵入した結合織の造骨機能によるもの

と考えられる．これに対し，成犬においては，骨弁に接する結合織に極めて少量の石灰沈着を見るのみである．エチレンジアミン処珪脱蛋白骨では，年令差にか＼わらず骨弁の骨梁に一様の蛍光を示す，この事実は．脱蛋白操作により無機骨塩のみとなった骨弁に，

体液より石灰成分が析出したものであり，これは8カ月後にも吸収されず残り，新鮮骨弁あるいは煮沸骨弁の場合とは著しい差を示ず

頭蓋骨形成において，恰幅柄骨片を用いても，そのすべての部位に血液循環は期待することはできない．

新鮮骨弁に至っては，循環から完全に遮断され，その大部分は生心としては残り得ない，それにもかかわらず．これらの材料が最も適当な補填物質として利用されるのは，その一部に超生し得るものがある他に，生体に拒絶反応を起さすことなく支持組織として利用され．ある期間の間に新生骨に置換されるからである。

この過程は幼児において最も顕著かつすみやかに起る，これに対し，成人では特に新鮮遊離骨弁を開いた場合，長期間の後に移植部位に若干の萎縮陥没を見るのが常であるが，この現象は，置換の過程が幼児程には完全に起らないことを示す．幼児と成人に見られる治癒過程の差は，間葉系組織の年令による造面能の差にあり．それは特に煮沸骨片を用いた時に顕著に表われる，補填物質として煮沸した自家骨片を用いる場合，絹糸あるいはフィブリン膜などを用いた場合に見

られるような炎症性の反応は生じないが，周囲の造骨性組織の機能はむしろ抑えられる傾向にある．しかし幼児の場合には間葉系組織の活力が強く，移植骨片は支持物質としての役割を果しながら，ついには新生骨によって置換されるが，成人では吸収消滅の運命をたどる．脱漏白骨物質を用いた場合，幼児ではまず，その海綿状の骨梁の石灰沈着と間隙への間葉系組織の侵入によって，補填物質そのものが機械的に増強され，

ついには新生面に埋没されるが，成人では最初の石灰沈着と若干の線維性組織の侵入を見るのみで，機械的に弱く，従ってこれを補填物質として利用し得るの 1む小さな骨窓の場合に限られるといえる．レジン板の如き物質は，機械的には強いが周囲の組織反応を抑え，この作用は成人に用いるには有利ではあるが，幼児の場合には，頭蓋骨の成長を阻害する点より甚だ不利といえる．

頭蓋骨形成には年令による骨再生能の差，特に間葉系組織の造感能の差に配慮することが重要であり，小児では特に硬膜の著しい造面能を活用し，成人では自家新鮮骨弁が利用できない場合は，組織反応の少ない物質による補填が有利であるといえよう．

(7)

結論

補填形成した骨欠損部の治癒機転を検索し，頭蓋骨形成の方法の確立を試みた．雑種犬を用い，年令による組織反応の差を見るため，幼若なものと成犬に分けて検索した，頭頂に直径1伽のトレフィン開頭をなし，新鮮遊離骨弁，煮沸骨弁，エチレンジアミン処理した脱蛋白骨乳およびレジン板により骨窓の補填をしたものにっき，観察期間は4日から8カ月とした．特に骨代謝の過程を追及するために oxytetracycline を筋注し，ある期間後に Caiceinを腹腔内注射する 2色蛍光標識法を用いた．

1）幼若犬；新鮮骨．煮沸骨，脱蛋白骨を用いると 8カ月後には骨癒合が完成され，頭蓋骨の発育に歪曲は見られないが。蛍光標識法による検索では明らかにその治癒過程に差が見られる，新鮮骨では，内基礎層板が吸収されるとともに硬膜からの新生骨で置換され．外基礎層板は一部超生し造骨盤を示し，骨壷端骨膜の骨芽細胞からの新生骨と骨癒合する，煮沸骨では、周囲が一旦石灰化し次いでそこに新生骨が生じ，

骨弁が吸収されるとともに新生骨に置換される．一脱蛋自主は．そのものに石灰沈着し，骨梨間隙に線維性結合織の侵入と骨梁周囲の類骨組織の形成により，骨弁は強化され京島端と骨癒合する，レジン板では，硬膜および骨膜の造骨機能は抑制され，発育とともに頭蓋骨の変形を生ずる．

2）成犬；骨膜．硬膜の造骨能は少ない．新鮮移植骨弁は移植再生し得る．煮沸骨は硬膜側から吸収され陥没変形を生ずる．脱出白骨は吸収されないが，間葉系組織反応は少なく，十分な機械的強度を生じ得ぢ

い．

稿を終るに臨み，御指導，御校閲を賜った恩師山本信二郎教授に深く感謝いたします．

また御協力いたゴいた木村明学士ならびに教室諸兄に感謝いたします．

なお本論文の要旨は，第4回北陸脳神経外科心乱会

（1973），第32回日本脳神経外科学会総会（1973）において発表しました．

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記号説明

AP：アクリル樹脂板の跡 BB：煮沸骨

BV：新生血管 C：石灰沈着

D：硬膜

EB：脱蛋白骨 F：線維芽細胞 FB：新鮮自家骨 IBL：内基礎層板

MC：骨髄腔 NB：新生骨 0：骨芽細胞 OBL：外基礎層板 OC：破骨細胞 P：骨膜 SB：骨窓端 T：骨梁

写真説明

写真1：新鮮自家骨（幼若犬）4日目

骨弁（FB）と硬膜（D）の間隙には，硬膜の反応による線維芽細胞（F）が増殖し，血管も増殖している．骨弁や硬膜の近くに骨芽細胞（0）が見られる．

（H−E染色，5×10）

写真2：新鮮自家骨（幼若犬）1週目

拡大した骨弁（FB）の骨髄腔（MC）には，線維性結合織と血管の増殖とともに空胞の形成が見られる．

骨弁と硬膜（D）の間隙に，線維芽細胞（F）や拡大した血管（BV）が増殖し，骨弁に接し骨新生（NB）

を認める．（H−E染色， ×7）

写真2の骨弁（FB）と硬膜（D）の部分の拡大写真

（H−E染色，5×10）

骨弁（FB）と骨窓端（SB）の間隙に，骨新生（N B）を認あ骨癒合が見られる．

写真5：新鮮自家骨（幼若犬）8カ月目

骨弁（FB）の外基礎層板（OBL），骨梁（T），内基礎層板（IBL）及び骨髄腔（MC）の辺縁には，矢印のように連続しない tetracyclineによる線状の蛍光が見られ，絶えず骨の吸収と形成をくりかえし骨窓端（SB）と癒合したことを示す．それ故に骨弁梱入部位が不明瞭である．（ tetracycline 2重蛍光標識標本，5×4）

骨弁（FB）と骨窓端（SB）の外基礎層板（OBL）および内基礎層板（IBL）は， tetracyclineにより光る蛍光で輪廓が見られ， Calceinによりひかる新生骨（NB）と区別される．しかし骨弁の蛍光は骨窓端

(9)

に比べると少なく，内基礎層板はさらに著しく少ない．（2色蛍光標識標本，5×2．5）

写真7：新鮮自家骨（成犬）3週目

骨弁（FB）の骨梁は吸収され骨髄腔（MC）は拡大し、骨膜（P）や硬膜（D）側に新生骨（NB）を見る．さらに骨弁と骨癌端にも新生骨を見るが，幼若犬に比べ程度は少ない、（H−E染色，×4）

写真8：新鮮自家骨（成犬）3週目

骨弁（FB），骨窓端（SB）ともに蛍光は幼若犬にくらべ少なく，わずかに骨弁の断端および骨窓断端に新生骨（NB）による蛍光が見られるのみで， tetracy・

clineと Calceinの色のちがいは区別できない．

（2色蛍光標識標本，×4）

写真9：煮沸骨（幼若犬）1週目

骨弁（BB）の骨膜側断端に線維性結合織の増殖が著しく放射状にのび，ここに石灰沈着（C）が見られる．骨弁と硬膜（D）の間隙にも石灰沈着が見られ，

骨新生（NB）も認められる．（H−E染色，×4．5）

骨弁（BB）の骨膜瞬断端および骨弁と骨窓端（SB）

の間隙に著しい蛍光が見られ，骨弁と硬膜（D）の間隙にも塊状の石灰沈着（C）および骨新生（NB）を示す蛍光が見られる．骨弁の骨梨（T）の周囲には，正常骨の骨梁にくらべ少ない蛍光が見られる．（Calce・

in蛍光標識，×5）

骨弁（BB）の外基礎層板（OBL），内基礎層板（IB L），骨梁（T）などの一部は破骨細胞（OC）により吸収され，骨髄腔（MC）は線維芽細胞（F）で満たされている．硬膜側からの新生骨（NB）により内基礎層板は置換され，骨幻灯（SB）と癒合している．

（H−E染色，×5）

写真11の骨弁の骨髄腔の拡大写真で，骨梁（T）は破骨細胞（OC）により吸収され，その周囲に線維芽細胞（F）が見られる，（H−E染色，5×10）

骨弁（BB）および骨身端（SB）の外基礎層板（OB L）と内基礎層板（IBL）は， tetracyclineにより周囲にできた新生骨（NB）と区別される．3週目の新生骨は，骨弁と骨窓端の間隙および骨髄腔（MC）の矢印の部分に， Ca［ceinによる層状の蛍光として見

られる．（2色蛍光標識標本，×6）

骨弁（BB）は内基礎層板かち吸収されるとともに，

新生骨（NB）に置換され，骨弁の播入部位が不明瞭

となる．（H−E染色，×3）

写真15：煮沸骨（成犬）3週目

骨弁（BB）の周囲には，血管増殖を伴った線維芽細胞（F），肉芽組織があり，骨髄腔にまでのびている．新生面や石灰沈着は見られない．（H−E染色，×

5）

写真16：煮沸骨（成犬）3週目

骨弁（BB）は吸収による変形が見られ，断端にわずかに石灰沈着（C）による蛍光が見られる．一方骨窓端（SB）には新生骨（NB）による蛍光が見られるが，2色の区別はつかない．（2色蛍光標識標本，5

×4）

写真17：筆陣白骨（幼若犬）1週目

骨弁（EB）は無構造で周囲には線維芽細胞くF）の著明な増殖が見られる，骨鼻端（SB）には♂新生骨

（NB）があり，硬膜上にもみられ，一部に石灰沈着

（C）もある．（H−E染色，×5）

写真18：脱蛋白骨（幼若犬）1週目

骨弁（EB）全体が一様に強い蛍光を発し，この部位の石灰沈着を示す．さらに骨窓端（SB）との間隙および硬膜（D）との間隙にも石灰沈着（C）を示す蛍光が見られる．（Ca！cein蛍光標識標本，5×2，5）

骨弁（EB）の骨梁間隙は，線維性結合織および線維芽細胞（F）で満たされ，骨弁（EB）と硬膜（D）

の間には新生骨（NB）を認める．（H−E染色，×5）

骨弁（EB）の骨梁（T）に接して，エオジンに濃染する無構造硝子様基質（HS）が見られ，それに接し骨芽細胞（0）が見られる．（H−E染色，5×10）

骨弁（EB）は全体が一様に蛍光を発し石灰沈着されていることを示し，骨遠端（SB）からのびてきた

3週後のCalceinにより光る新生骨（NB）によって，

内外から包埋されようとしている．（2色蛍光標識標本，×5）

写真22：脱路白骨（幼若犬）8カ月

骨弁（EB）の蛍光は槌慰し白色化し，その骨梁

（T）周囲には，新生骨（NB）が吸収と形成をくり返えし骨弁を変形させ，骨弁と完全に癒合している．

（tetracycline 2重蛍光標識標本，5×6．3）

写真23：脱蛋白骨（成犬）3週目

骨弁（EB）は全体に一様の蛍光を発し，石灰沈着を示す．骨窓端（SB）には，骨梁からのびる新生骨

（NB）による蛍光が見られる．（2色蛍光標識標：本，

×4）

(10)

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Abstract

The prQcess of bone defect repair was studied utilizing various cranioplastic materials in adult as well infant dogs. The animals were anesthetized by ad‑

ministration of intravenous pentobarbital. Trephinations of 1 cm diameter were made on the parietal region of the skull. Cranioplastic materials used were, 1) fresh autogenous bone, 2)boiled bone, 3) bone graft deproteinized with e‑

thslenediamine and 4) acrylic plate. The osteogenic reaction was examined by Y

two techniques, one being the conventional stain technique in decalcified pr‑

eparation, and the other the fluorescent technique. When injecting oxytetracycline

or Calcein these substances produced a fluorescent chelate compound with calcium

during ossification or calcification processes. Since tetracycline fluoresced ye‑

11ow while Calcein green, the stages of osteogenesis couid be identified by application of the these two substances in the same interval.

Dogs were sacrificed at intervals of from four days to eight months after surgery. At the time of sacrifice, the cranial bone was extirpated and fixed in ten per cent neutral formalin. In the group to which conventional stain technique was applied, the specimens were decalcified and embedded in paraffin.

Serial sections were made and stained with hematoxyline and eosin. In the other group, the specimins were embedded in Bio‑Plastic and ground with abrasive paper up to 70 to 120 micron. They were mounted in glycerol and observed under a fluorescent microscope.

Results: 1) Dogs less than two months old: Fresh autogenous, boiled and deproteinized grafts appeared to be fusing well with the surrounding osseous tissues under macroscopic observation, but some marked differences could be observed in osteogenic reaction. In the fresh autogenous bone graft, ,the inner basic lamella was gradually replaced by a new osseous tissue originating from the underlying dura. Part of the outer basic lamella survived and fused with the osseous tissue deveroped from the surrounding skull and the periosteum.

When using the boiled bone graft, calcification appeared on the edge initially and later was replaced by new osseous tissues. With the ethylenediamine‑treated bone, calcium substance deposited initially in the trabecula, and thereafter fi‑

broblastic as well as osteogenic reaction appeared around its calcified trabeculae.

Finally the graft was embedded within the newly developed bony tissue. With the acrylic plate, osteogenic reaction of the aura and the periosteum were supressed markedly, so that deformity of the skull wars eventually produced.

2) Adult dogs : The autogenous bone graft was able to fuse with the surr‑

ounding osseous tissue in spite of less osteogenic reaction. The boiled bone graft was gradually absorbed from the inner basic lamella, resulting in a skull

ili%̀,O,r,Illl･ty.i,IIIPL;Z{S,̀,hylee,",edA%M,̀22C･g?s,̀?g,,bo,".z..w,2s.¥esi,z̀aBt.t,o.ag,s,o.r,p,tYo.ns,b,u,1

action.

These results suggest that in clinical cases the fresh autogenous bone, boiled

bone and ethylengimane‑treated bone are available for graft materials in infants because of their marked osteogenic reaction. On the contrars, the fresh auto‑

頭蓋骨補填形成の実験的研究