骨リモデリングへの数理的アプローチ

Bone Cell Biology Assessed by Microscopic Approach. A mathematical approach to understand bone remodeling.

　骨が力学環境の変化に応じてリモデリングを行い，その外形状や内部構造を変化させることは広く知られている。しかし，力学刺激に対する骨系細胞群の協調的な代謝活動が，骨組織の機能的な適応変化を引き起こす仕組みについてはいまだ解明されていない。そこで本稿では，微視的な細胞レベルから巨視的な組織レベルに至る骨の構造と機能の階層性に着目し，メカニカルストレスの負荷に対する骨梁形態の適応変化を理解するための数理的アプローチについて概説する。

　It is well known that bone tissue can change its outer shape and internal structure by remodeling according to a changing mechanical environment. However, the mechanism of bone functional adaptation induced by the collaborative metabolic activities of bone cells in response to mechanical stimuli remains elusive. In this article, we focus on the hierarchy of bone structure and function from the microscopic cellular level to the macroscopic tissue level. We provide an overview of a mathematical approach to understand the adaptive changes in trabecular morphology under the application of mechanical stress.