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 ＞ことば＞骨の再生 |
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| ＞ことば＞骨の再生 |
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| 骨の種類 | 形から（５種類）
われわれの体には約 206個の骨があり、関節でつながった骨を筋肉で動かすことによっていろいろな仕事や運動をしています。
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| 骨 | 骨は、コラーゲン細線維のすき間をチーズのような均質な有機質で埋め、そこへカルシウム塩を沈着させて薄い層状の板を作り、それを血管を通す「中心管」の周りに同心円状に何枚も巻き付けて出来ている。 （岩波新書「細胞紳士録」p20～） 1738年、ロンドンの外科医Ｊ・ベルチャーはある日、友人の農家で食事をしたさい、皿の上のブタの骨が赤いことに気づいた。不審に思って調べると、農家のブタの飼料に、布を赤く染めるアカネ（茜）の根汁が混じっていた。 ロンドンの外科医であったジョン・ハンターはアカネの色素が新生中の（正確には石灰化を起こしつつある）骨の層に沈着することを突き止める。 そこで、ブタにアカネを1週間食べさせて1週間休む。また食べさせる、という実験を繰り返し、骨の成長を年輪のように示すことができた （岩波新書「細胞紳士録」p22～） 1937年、東京高等歯科医学校の薬理学教授だった岡田正弘は、色町の女性の乳飲み子の歯が黒いことに気づき、母親の乳房についた白粉の鉛が原因と考えた。そして、動物実験で成長中の象牙質と骨に鉛が沈着するのを発見。 鉛以外にテトラサイクリン（静菌性抗生物質の1つ）も石灰中の骨に沈着することが分かったのは1950年代になってから |
| 強度 |
が同じ 骨髄細胞から本物の骨と同じ強度を持つ再生骨を作る技術を開発した。２、３年内の臨床試験を目指す。人骨に応用すれば骨ガン手術で骨を削った部分や、ひざや股関節の摩耗部位の治療に役立つとみている。 ベータＴＣＰを主成分にした多孔質の5mm角のブロックにラットの骨髄細胞を埋め込み、約２週間培養した後、ラットの背中にブロックごと移植した。移植後４週間でブロック内に骨を作る骨芽細胞や骨成分、血管が形成され始めた。移植の８週間後にはラットの体内で、骨形成の目安となるタンパク質が大量に分泌され、本物の骨と同程度の骨芽生成していることを確かめた。 ベータＴＣＰは体内に吸収されやすい性質を持つ。 このため「骨の成分が増えるとともに当初の基盤材の部分を置き換えて、強度が十分な再生骨が形成される」（産総研の植村寿公主任研究員）とみている。 オリンパスなどは特許を申請済み。今回の方法は形成速度が速いため、細胞がガン化して必要以上に増えることがないことを確認した上で、臨床試験を始めたいとしている。 骨髄細胞を使った骨の再生は、やはり骨充填剤であるハイドロキシアパタイトを基盤材に使う試みもある。しかし、骨成分が増えた後もハイドロキシアパタイトが残留しやすく、ゆがみが生じたり、強度が十分でなかったりする可能性が指摘されていた。 整形外科では傷ついた部位に患者の骨を移植する治療法が主流で、充填剤など人工骨材料を埋め込む治療が全体の約２割を占める。人工骨による治療は強度などの面で課題が多く、実用性の高い再生骨作りの技術が求められている。 |
| 骨代謝 | 指示出す細胞を発見 2011年、東京医科歯科大学の高柳広教授らは、古い骨が新しい骨に置き換わる「骨代謝」の際に、骨細胞と呼ばれる細胞が司令塔の役割を果たしていることを突き止めた。 成果はネイチャー・メディシンに掲載。 骨は古くなると破骨細胞によって壊され、その一方、骨芽細胞が新しい骨を作り出す骨代謝を繰り返している。 グループは、マウスを使って骨細胞だけを分離することに成功。さらに骨細胞は「ＲＮＫＬ」（ランクリガンド）という分子を作り出し、破骨細胞の働きを活性化していることが分かった。 マウスの骨細胞でランクリガンドが出来ないようにして操作すると、破骨細胞が働かなくなった。その結果、破骨細胞が骨を溶かすことができなくなり、骨芽細胞が新しい骨をつくれないあめ、骨が石のようになる大理石骨病を発症した。 |
| 人工骨 | |
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| 絹から | 2010年、東京農工大学の朝倉哲郎教授らと日本大学松戸歯学部は、絹を原料にして骨を再生する足場になるスポンジを開発した。 絹の主成分である繊維状のタンパク質「フィブロイン」を取りだし、細かい穴がたくさん開いたスポンジ状の素材を作った。 作ったスポンジ上で骨の元となる細胞を培養したところ、細胞がスポンジの内部にまで入り込んで増殖できることを確認。 次にスポンジをウサギの大腿骨に入れ、骨の再生が起きるかどうかを実験。ＣＴで確認したところ4週間後にはスポンジの中で骨が再生していた。 従来は、歯を抜いた後の穴などで骨の再生を促す足場としてコラーゲンや骨の成分であるハイドロキシアパタイトなどでできた材料を使っている。 コラーゲンは熱に弱いため、高温による滅菌処理ができないので感染症の危険。 ハイドロキシアパタイトは、非常に固いので、加工しにくい。 |
| セラミック | で骨を再生 2011年、明治大学の相沢守教授と東京慈恵会医科大学の松浦知和准教授らは、骨の再生医療に使えるセラミックス材料を開発した。 アパタイト製ファイバーを入れた溶液と、直径150µmの炭素の粒を重量比1対20の割合でまぜ、円筒形の型枠に流し込んで1300℃で焼き固めた。炭素が燃えて無くなり、細かい穴が多数空いたセラミックス材料ができた。 このセラミックス材料を培養液に浸し、ラットの骨髄から採った間葉系幹細胞を培養した。1ヶ月程度で、穴に細胞が入り込んで骨芽細胞が育ち、骨状の組織になった。 ß-リン酸三カルシウム（ß-ＴＣＰ） 2012年、カタリメディックはセラミック製人工骨補填剤の販売を始めた。 補填材の主成分はß-リン酸三カルシウム（ß-ＴＣＰ）で、生体内に吸収され自分の骨に置き換わる特徴を持つ。 人工骨の補填材料としては患者自身の正常な骨を採る自家骨があるが、手術が必要で採集できる量にも限りがある。人工骨で補う場合、現在はおもにハイドロキシアパタイトを使うが、カタリメディックの人工骨補填材はハイドロキシアパタイトより生体吸収性が高いという。 |
| 再生 | タンパク質を移植 2011年、骨のもととなる「間葉系幹細胞」の培養液に含まれるタンパク質を寒天に混ぜ移植することで、ラットの頭の骨を再生させたとする研究結果を、名古屋大の上田実教授らがまとめた。 上田教授によると、骨の再生医療では幹細胞そのものの移植が必要とされていた。それを覆す成果。上田教授は「細胞移植で問題になる腫瘍化のリスクが減り、治療にかかるコストも1/100以下にできるかもしれないと話している。 研究グループは、人間の骨髄から採取した間葉系幹細胞の培養液を凍結乾燥させ、細胞の機能を調節するタンパク質「サイトカイン」を含む粉末を作製。粉末を水に溶かして寒天に混ぜ、ラットの頭の骨に開けた直径5㍉の穴に移植。すると8週間後にはラット数十匹すべてで骨が再生した。 Ｓema4Ｄ 2011年、東京医科歯科大学の高柳広教授らは、骨の形成を抑制するタンパク質「Ｓema４Ｄ」を発見した。 免疫の調整に関わるタンパク質「Ｓema4Ｄ」が骨芽細胞に働きかけ、骨の形成を抑制していることを突き止めた。骨ができる場所から骨芽細胞を遠ざけ、新しい骨芽細胞ができるのをジャマしていた。 |
| 骨延長術で高度医療 |
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長骨＝長い骨。ex.大腿骨
短骨＝小型の骨。ex.手の甲（手根部）
扁平骨＝薄い板状の骨。ex.頭蓋骨を形成する。
含気骨＝空洞をもつ骨。ex.あごの上顎骨。
混合骨＝扁平骨でありながら、厚い部分に空洞がある骨。
頸椎（cervicales）（7本）
胸椎（thoracicae）(12本)
腰椎（lumbales）(5本)
仙骨
尾骨