関節外科　基礎と臨床 36巻12号 (2017年12月発行)

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特集　関節の再生医療

introduction 中村　憲正 36巻12号 , 2017年12月 , pp.1211-1211

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関節軟骨再生の臨床応用を踏まえた前臨床研究におけるエビデンス構築　動物モデル選択高橋　匠 , 佐藤　正人 36巻12号 , 2017年12月 , pp.1212-1217

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はじめに

関節軟骨は，無血管･無神経組織であり自然修復能が乏しく1)，損傷や加齢による疾患がもたらす生活の質（quality of life；QOL）の低下，健康寿命の短縮，医療や福祉コストへの負担などを勘案すると，再生医療の格好の標的である2)。そのため，近年では関節軟骨再生を目的とした研究が盛んに行われ，そのなかでも臨床応用を見据えた研究が重要視されてきている。本稿では，関節軟骨再生の臨床応用を踏まえた前臨床研究の動物モデル選択に関しての国際的コンセンサスとあわせて，東海大学で実施中の軟骨細胞シートの臨床研究に向けて構築した，前臨床研究のエビデンスに関して紹介する。

骨髄刺激法の限界と治療効果促進の試み中川　晃一 , 齊藤　雅彦 , 園部　正人 , 赤津　頼一 , 中島　新 36巻12号 , 2017年12月 , pp.1218-1224

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はじめに

関節軟骨は栄養血管を有さず，また細胞密度が低いことなどから，自己修復能力に乏しい組織である。広範な軟骨損傷が自然治癒することはなく，また，重度の関節軟骨損傷は変形性関節症（osteoarthritis；OA）を引き起こすことが知られている。軟骨修復を目的として行われるさまざまな術式のなかで，軟骨損傷部の骨穿孔を行い，骨髄からの間葉系細胞の遊走を促す骨髄刺激法1)〜3) は，古くから行われている簡便な方法で，比較的良好な短期成績が得られている。この方法で得られる修復組織は線維軟骨であり，硝子軟骨である正常関節軟骨と比べると，力学的強度，対摩耗性ともに劣り，長期経過後の成績低下が危惧される。そこで，軟骨欠損部をより生理的に修復することを目的として，非加重部から複数の骨軟骨柱を採取して移植する方法［自家骨軟骨移植術（mosaicplasty）4)］や，自家軟骨細胞を体外で培養し増殖させた後に欠損部に移植する方法［自家培養軟骨移植術（autologous chondrocyte implantation； ACI）5）］が行われるようになった。一方で，近年は骨髄刺激法の低侵襲性が見直されるようになり，さまざまな工夫を加えることで治療効果を促進し，適応を広げようとする試みがなされている。本稿では，骨髄刺激法の適応と限界ならびに，最近行われている治療効果促進の試みについて解説する。

細胞関節内注射法　臨床研究における有効性･安全性のエビデンス安井　行彦 , 中村　憲正 36巻12号 , 2017年12月 , pp.1225-1228

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はじめに

関節軟骨は硝子軟骨で構成されているが，自己修復能に乏しいため，一度損傷すると変形性膝関節症（osteoartiritis of the knee；膝OA）へと進行していくリスクがある。そこで，自己修復能に乏しい組織に対する治療として再生医療が注目され，数十年の基礎研究の結果を基にして一部が臨床応用される時代となってきた。関節軟骨に関する再生医療では細胞治療と非細胞治療があり，細胞治療のなかにもスキャフォールドとともに移植する方法や関節内注射などさまざまな移植法があるが，本稿では細胞関節内注射法に関して臨床研究における有効性・安全性のエビデンスを述べる。

膝関節病変へのPRP療法　膝OAに対する多血小板血漿関節内注射治療谷口　悠 , 吉岡　友和 , 金森　章浩 , 青戸　克哉 , 菅谷　久 , 山崎　正志 36巻12号 , 2017年12月 , pp.1229-1236

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はじめに

多血小板血漿（platelet rich plasma；PRP）は「全血を遠心分離して得られる血小板を多量に含有する血漿分画」と定義される。PRP治療は，この濃縮血小板におけるα顆粒内のさまざまな成長因子と，血漿内に含まれる成長因子や接着因子・糖蛋白が生体内でのバランスを保った状態で複合的に組織損傷に作用することによるものと考えられている。PRPは「採血によって得られる自己由来産物」として，その応用に当たって簡便性と安全性を併せもつ1)。1994年にTayapongsakら2)により下顎骨再建の際に初めて用いられ，近年では整形外科領域においてもスポーツ傷害からの早期復帰を目的として臨床応用がなされ，わが国でも広がりをみせている。

膝関節内病変に対する細胞治療　その理論的根拠と基礎から臨床への展開関矢　一郎 36巻12号 , 2017年12月 , pp.1237-1247

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はじめに

筆者らは，滑膜由来の間葉系幹細胞（滑膜幹細胞）を使用して，臨床の場で軟骨や半月板に対する再生医療に取り組んでいる。また，関節液中に存在する間葉系幹細胞を解析し，膝関節内病変と滑膜幹細胞との関連を明らかにしている。本稿では主に半月板損傷を例にとり，滑膜幹細胞の関与と治療への応用に関して概説する。

脂肪由来幹細胞を用いた関節軟骨の再生中山　功一 , 赤崎　幸穂 , 岡崎　賢 , 松田　秀一 , 中島　康晴 36巻12号 , 2017年12月 , pp.1248-1256

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はじめに

従来，修復・再生は困難とされていた関節軟骨の損傷は，1994年に報告された自家培養軟骨細胞移植術（autologous chondrocyte implantation； ACI）を皮切りに多くの手法が開発され，いくつかの手法で臨床応用されるようになった1)〜3)。 2000年当時，軟骨再生の分野ではいかにin vitro で生体の関節軟骨と同等の力学的強度をもったインプラントを作製するかということが主要なテーマであり，さまざまな生分解性の材料（スキャフォールド）を用いて軟骨細胞と混合して移植するという手法が主流であった。

iPS細胞を用いた関節軟骨修復妻木　範行 36巻12号 , 2017年12月 , pp.1257-1261

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関節軟骨損傷の治療の現状と課題

関節軟骨は自己修復能に乏しいことが知られており，外傷などにより損傷すると変性が進行する。修復能が乏しい理由は，軟骨の解剖学的構造に帰する。軟骨は軟骨細胞が豊富な軟骨細胞外マトリックスに散在する構造である（図1）。軟骨細胞外マトリックスは軟骨細胞によって作られ，Ⅱ型およびⅪ型コラーゲン分子からなるコラーゲン細線維とアグリカンをコアプロテインとするプロテオグリカンで構成される。その機能は，軟骨に特有のメカニカル機能（荷重に抗する，関節運動を果たす）を担うこと，軟骨細胞に環境を与えて軟骨細胞の形質を維持することである。

細胞を含まないバイオマテリアルによる軟骨修復小野寺　智洋 , 馬場　力哉 , 上徳　善太 , 五十嵐　達弥 , 祐川　敦 , 岩崎　倫政 36巻12号 , 2017年12月 , pp.1262-1267

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はじめに

関節軟骨は組織修復能に乏しいため，大きな軟骨損傷が起こった場合，その欠損部は修復されずに，変形性関節症へと移行していく。本病態への進行を抑制するために，手術療法として骨髄刺激法（marrow stimulation technique）および自家骨軟骨柱移植術（mosaicplasty）などの処置が試みられるが，これらの治療法にはいずれも適応限界がある。また，骨髄刺激法によって再生される組織は，硝子軟骨とは力学的特性の異なる線維軟骨であることが多く，自家骨軟骨柱移植術においては移植片採取による手術侵襲の問題がある。自家培養軟骨細胞移植術（autologous chondrocyte implantation；ACI）は，2017年現在，わが国において保険収載が認められた唯一の軟骨再生医療であり，その良好な臨床成績が報告されている1)。しかし一方で，施術可能な施設が限定されること，細胞採取のため二期的手術が必要であること，骨膜による移植軟骨の固定が必要であることなどの問題点が指摘されている。海外においては，これらの問題点を克服した新たな治療法として，自家基質誘発軟骨形成（autologous matrix-induced chondrogenesis；AMIC）に代表されるような一期的無細胞軟骨修復治療が試みられており，その臨床成績が徐々に明らかになりつつある。一方，筆者らは抽出・精製過程においてエンドトキシン含量を低減する処理を施した高純度低エンドトキシンアルギン酸（ultra-purified alginate； UPAL）ゲルを開発し，無細胞軟骨修復治療法の開発を目指している（図1）。本稿では，近年における無細胞軟骨修復治療の概要と，これまで筆者らが行ってきた軟骨再生用医療材料としてアルギン酸を応用する近年の試みを紹介する。

重度軟骨損傷と外傷後変形性関節症　その病態の推移と治療法への反映下村　和範 , 藤江　裕道 , 吉川　秀樹 , 中村　憲正 36巻12号 , 2017年12月 , pp.1268-1274

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はじめに

関節軟骨は，自己修復能に乏しく，損傷に対し適切な治療が行われないと，高率に変形性関節症に至ることが知られている1)。その病態として，軟骨損傷の進行に伴い，軟骨下骨へ障害が及び，関節に変形が生じるとされるが，これらの進行には加齢，肥満，外傷，感染，生活環境，遺伝的要因などさまざまな要因が関与している。特に，骨折や靱帯損傷，半月損傷など外傷を契機とした変形性関節症は，しばしば若年者でも問題となるため，初期治療が非常に重要である2)。一方で，初期治療が適切に行われず，変形性関節症へ至った例では，いまだ有効な治療法はないのが現状である。近年，軟骨損傷に対し，さまざまな再生医療的アプローチが試みられ，その一部は臨床応用されている3)。一方で，重度の軟骨損傷や変形性関節症では，軟骨のみならず軟骨下骨まで障害されることから，軟骨下骨の治療も考慮する必要がある。そのため，変形性関節症のような骨軟骨病変に対する生物学的再建のためには，軟骨および軟骨下骨の層別の再生が望ましい4)。これまでにさまざまな2層構造を有するインプラントの開発が行われており，動物実験などでその有用性が証明されているが，一方で，インプラントの製造工程の複雑さや，多くの場合，人工素材や生物由来素材を用いるため，長期安全性が懸念されている。筆者らは，滑膜由来間葉系幹細胞よりスキャフォールドフリー三次元人工組織（scaffold-free tissue-engineered construct；TEC）を開発し，良好な軟骨再生を得ている5)。TECは細胞および細胞自身が作り出す細胞外基質から構成されるため，外因性の物質を含まず，高い安全性が期待できる。また過去の研究にて，接着因子が多数含まれることから，接着剤などを使用せず，容易に移植母床となる軟骨基質などへ接着することが確認されている。さらに骨補填材料として，わが国ではさまざまな人工骨が開発され，すでに臨床にて広く使用されており，軟骨下骨再生への応用が期待される。以上より，TECおよび人工骨からなる2層性インプラントは，新たな骨軟骨再生のツールとなりうることが期待される。本稿で筆者らは，TEC・人工骨複合体を開発し，ウサギを用いたモデルにて骨軟骨再生への有用性を組織学的，生体力学的に検討した。

関節炎に対する再生医療的治療法小泉　宏太 , 中村　憲正 36巻12号 , 2017年12月 , pp.1275-1278

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はじめに

現在，軟骨損傷に対する再生医療は損傷部に対して修復の足場となる細胞外基質（スキャホールド）を補填する手法，組織修復を促すための薬剤や細胞などを投与する手法，損傷部で生着することを期待して軟骨細胞もしくは未分化な細胞を投与する手法，またはそれらを組み合わせた手法が主に行われている。しかし，関節リウマチ（rheumatoid arthritis；RA）を代表とする関節炎を伴う疾患患者の関節内では，高い炎症性サイトカインの影響で異化作用が亢進しており1)，いずれの治療法においても軟骨再生にとっては過酷な環境である。従って，関節炎を伴う関節内の軟骨損傷に対する治療においては，損傷部の修復を目指した局所的な治療に加えて，関節内もしくは全身的な炎症コントロールが不可欠である。本稿では，関節炎に対する再生医療的治療法の可能性についての現況と筆者らの基礎データを交えて紹介する。

半月板温存治療の最先端中田　研 , 前　達雄 , 下村　和範 , 武　靖浩 36巻12号 , 2017年12月 , pp.1279-1287

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はじめに

半月板は膝関節内の線維軟骨であり，生体力学的機能として荷重関節である膝関節の荷重分散や衝撃吸収，関節安定性，滑動，深部知覚などの役割をもち，靱帯とともに膝関節の機能維持に重要な組織である。スポーツ活動や日常生活動作で損傷することが多く，その治療には軽傷例では保存療法が選択されるが，疼痛やひっかかりやロッキングなどの症状が改善しない，または重度な場合には手術療法が選択される。手術療法では，現状では世界的にも関節鏡視下部分切除術が多数であるが，半月板は切除後には再生能力が低いため，関節の衝撃吸収や荷重分散などの重要な生体力学的機能が損なわれ，関節軟骨に過負荷が生じ，関節軟骨の摩耗や変性をきたし，軟骨下骨の硬化や骨棘が生じるなど，早期の変形性膝関節症変化をきたすことが知られている1),2)。そのために，膝関節機能を維持し，活動的な健康寿命の延伸のためには半月板の温存治療が重要であると考えられるようになっている。半月板切除術後など失われた半月板機能を回復するために，同種半月板移植（allograft）も用いられているが，ドナー確保やサイズマッチの困難さ，病原体感染の問題などがあり，適応は限られる3)。本稿では半月板温存治療について，半月板縫合術の工夫，biologicsによる新しい治療，さらに半月板を補填する治療について概説する。

骨軟骨再生の画像診断渡辺　淳也 36巻12号 , 2017年12月 , pp.1288-1293

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はじめに

近年，軟骨損傷に対する再生医療として，自家培養軟骨細胞移植術（autologous chondrocyte implantation；ACI）1)が用いられるようになり，広範な軟骨損傷に対しても，より硝子軟骨に近い良好な修復が望めるようになった。一方，ACIによる再生軟骨であっても，症例によっては必ずしも良好な修復が得られず，力学的に脆弱な線維軟骨で修復されるなどの問題が指摘されている。不良な再生軟骨は，荷重に伴う力学的負荷により早期に変性，崩壊し，再生軟骨の脱落を生じる可能性がある。従って，個々の症例における治療効果の判定や長期予後の予測には，再生軟骨の詳細な評価を行う必要がある。核磁気共鳴撮像（magnetic resonance imaging； MRI）は，軟部組織の非侵襲的評価法として最も優れたモダリティであり，再生軟骨および周囲組織の形態的，質的情報が詳細に得られる。また， 3T MRIの普及や，撮像シーケンスの進歩などに伴い，より高い空間分解能での撮像が可能となってきた。本稿では，再生軟骨の最新のMRI評価法について，実際の症例を例示して解説する。

連載

これだけは知っておきたい、整形外科的徒手検査法(第24回)　上肢-肩関節　O' Brien test 谷口　昇 , 帖佐　悦男 36巻12号 , 2017年12月 , pp.1294-1295

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もともとは，肩鎖関節と上方関節唇の病態を見分けるactive compression testとして，1998年に O’Brienら1)によって報告された。他のさまざまな上腕二頭筋腱および上方関節唇（superior labrum anterior and posterior；SLAP）損傷に対する徒手検査法と比べて，感度，特異度ともに高いのが特長である。

基本情報

関節外科　基礎と臨床
36巻12号
(2017年12月発行)

電子版ISSN：2423-9666 印刷版ISSN：0286-5394 メジカルビュー社

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