JP4967121B2 - 骨粗鬆症の評価方法 - Google Patents
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Description
Quantitative CT)法が用いられ、骨の体積や密度(アパタイト量)を見るのが一般的である。
Microscope-Electron Backscattering Pattern)法による各結晶粒の電子後方散乱像の解析によるもの、TEM-DP(Transmission Electron
Microscope-Diffraction Pattern)法による電子線回折図形の解析によるものからなる群から選択される少なくとも1種を挙げることができる。配向性が測定できる回折法であれば、電子線回折でも、中性子線回折でも測定は可能である。硬組織を非破壊的に測定可能であり、試料の作製、準備が容易であり、定量的に配向性を判断できるという観点から、好ましくは、X線回折法を挙げることができる。配向性を小さな部位からより確実に把握するという観点から、X線回折法による分析が、微小領域において行なわれることが好ましい。一般に、微小領域の範囲を特定するよりは、入射X線の径を定義した方が正確である。すなわち、X線と試料表面との角度はある程度変化するので、測定領域を厳密に艇具する事は難しい。一方、測定範囲(微小領域の範囲)は、入射X線径の約3〜5倍といわれている。そこで、入射X線径を用いて好ましい範囲を定めることができる。精度よく小さい部位の配向性を評価するという観点から、入射X線径は10μm〜1mmであり、好ましくは10μm〜100μmである。
を行なうことができる。骨量、組織標本の観察など従来の評価方法と、本発明の骨粗鬆症の評価方法と併用することによって、より高精度で、緻密な骨粗鬆症の評価を行なうことが可能となる。
本実施例においては、ラットについて、骨粗鬆症の骨密度の測定部位である椎骨を用いて、頭尾軸方向に沿ったアパタイトc軸方向の配向性を微小領域X線回折法で調べた。
次に、静的負荷応力に対する骨密度の変化を調べた。図2は、配向性を測定した腰椎部位における骨密度と静的負荷応力の関係を示す。静的負荷応力は体重を骨断面積で割り算した値を用いることで、対象とする部位における負荷応力を推算している。一般に骨は、外部からの応力の負荷に強く依存することから、外部からの応力を考慮することが重要である。特に、餌の成分が異なったり、卵巣摘出を行なった場合には、体重の変化が激しいためこういった評価が重要になるものと考える。骨密度を見た場合には、正常なモデル(Sham-RCa)に比べ、OVX、LCaとも低下傾向にある。LCaの方が、静的負荷応力に対して、密度の低下傾向が急激であり、骨粗鬆症の進行が早いことを示す。今注目しているのは、皮質骨部だが、海綿骨部でも同様の骨密度の低下や、骨梁(はり構造)そのものの変化がよく知られている。上記の結果は、今回のモデルが骨粗鬆症となっていることを示しており、程度の差はあれ、密度は低下する方向にあることを示す。一方で、先ほど述べたように、配向性は低下する場合と上昇する場合とがあり、いずれも正常値からは変化することがわかる。
次に、静的負荷応力に対する配向性の変化を調べた。図3は、静的負荷応力と配向性との関係を示す。OVXでの骨粗鬆症は、静的負荷応力を考えた場合には、正常な場合の延長線上に乗ってくることから、配向性の上昇は、骨粗鬆症による静的負荷荷重の増加によるものであるといえる。しかしながら、配向性が変化することで、骨粗鬆症の診断は可能であるし、力学的特性の低下(変動荷重による他方向へ力がかかった時)へとつながる。一方、LCa食を与えた時には静的負荷応力が上がっても配向性は低下する一方である。これは要因によって、同じ骨粗鬆症でも、配向性の変化状況が異なることを示すものである。特に静的負荷応力を指標とすることで、異なる体重や骨状況の違いをも規格化することができることが判明した。
次に、骨量(骨密度)と骨質のバランス(評価基準)について調べた。結果を図4に示す。
次に、骨再生部の骨密度と配向性の変化を調べた。骨密度ー配向性の関係(ウサギ前腕骨尺骨に2cmの完全欠損を入れた場合)を見た場合、正常な状態(Normal)に戻るまで、骨密度が先に回復し、遅れて配向性が回復する。したがって、例えば12W(週)で、骨量基準のレントゲンを撮影した場合、再生は良好と判断されるが、実際には配向性が回復しない。なぜ配向性が遅れて回復するかは、再生部は骨密度が低く応力が正常に感知できないため、先ずは、密度だけが上昇し、だんだん密度が上がり応力を感知できるようになると、配向性が上昇するからであると推測される。その際、破骨細胞によって、骨を溶かし、骨芽細胞によって骨を作る作業をすることで、配向性が上昇する。
次に、骨密度が一定の場合の骨再生部での配向性とヤング率(力学機能の一種、弾性率)の関係を調べた。図6は、骨密度が一定の場合の配向性とヤング率(力学機能の一種、弾性率)の関係を示す。
Claims (14)
- 硬組織(人の硬組織を除く)におけるヒドロキシアパタイトの結晶の配向性を分析することにより、骨粗鬆症の評価を行う骨粗鬆症の評価方法であって、前記硬組織が骨切片であり、前記骨切片の面内異方性を分析することにより、前記配向性の配向方位を決定し、前記配向方位の位置での配向度を、正常値における配向性と比較して、骨粗鬆症の評価を行うこと特徴とする骨粗鬆症の評価方法。
- さらに、骨粗鬆症の原因因子に応じて、骨粗鬆症の評価を行う請求項1記載の方法。
- 前記原因因子が、原発性、又は続発性である請求項2記載の方法。
- 硬組織の測定部位が、椎骨、大腿骨、脛骨、前腕骨、上下顎骨、頭蓋骨である請求項1〜3項のいずれか1項に記載の方法。
- 正常値における配向性と比較して硬組織における結晶の配向性の変化が観察される場合に、骨粗鬆症であり骨機能が低下していると判定することにより骨粗鬆症の評価を行う請求項1〜4項のいずれか1項に記載の方法。
- 正常値における配向性と比較して、配向性が上昇する傾向が観察される場合に、原発性骨粗鬆症と判定することにより骨粗鬆症の評価を行う請求項5記載の方法。
- 正常値における配向性と比較して、配向性が減少する傾向が観察される場合に、続発性骨粗鬆症と判定することにより骨粗鬆症の評価を行う請求項5記載の方法。
- ヒドロキシアパタイトの結晶の配向性を、X線回折法、SEM-EBSP(Scanning Electron Microscope-Electron Backscattering Pattern)法による各結晶粒の電子後方散乱像の解析によるもの、TEM-DP(Transmission Electron Microscope-Diffraction Pattern)法による電子線回折図形の解析によるものからなる群から選択される少なくとも1種により分析することを特徴とする請求項1〜7項のいずれか1項に記載の方法。
- X線回折法による分析が、微小領域において行なわれることを特徴とする請求項8記載の方法。
- X線回折法による結晶の回折強度又は回折積分強度を求めることにより分析することを特徴とする請求項8又は9項に記載の方法。
- さらに、骨量、組織標本の観察、組成分析、赤外線吸光(IR)分析、又は硬さ、破壊応力、若しくは弾性率の力学特性測定のいずれかの観察、分析又は測定により、骨粗鬆症の評価を行なう請求項1〜10項のいずれか1項に記載の方法。
- 前記骨切片が、骨生検針、ボーンソー、骨のみ、デューエル、鋭匙、切断機、骨片採取可能な道具からなる群から選択される1種により得られたことを特徴とする請求項1〜11項のいずれか1項に記載の方法。
- 前記回折強度又は回折積分強度を、前記ヒドロキシアパタイトの結晶のa軸、c軸及び/又はそれら以外の方位に基づき求める請求項10記載の方法。
- 前記分析を、c軸方向の回折強度又は回折積分強度/a軸方向の回折強度又は回折積分強度、c軸方向の回折強度又は回折積分強度/(a軸及び/又はc軸以外の方向の回折強度又は回折積分強度)、c軸方向の回折強度又は回折積分強度/(a軸及び/又はc軸を含む様々な方向の回折強度又は回折積分強度)からなる群から選択される少なくとも1種の回折強度比又は回折積分強度比を求めることにより行う請求項8〜10項のいずれか1項に記載の方法。
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