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島根医学 第39巻 第 1 号 ９〜
201916(平成年)4 月)(9)

9【第124回生涯教育講座】

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キーワード：膝関節, 関節軟骨, 半月板, スポーツ傷害, 再生医療

要旨近年, 運動・スポーツの頻度や強度が増加する中, 成長期の膝関節軟骨・半月板傷害(外傷と障害) の発症は多く, その克服は運動器疾患における喫緊の課題の一つである｡
代表疾患である離断性骨軟骨炎に対する保存療法の有効性は年齢に影響され, 骨穿孔術のそれは限定的である｡ 同疾患の病巣部や骨軟骨骨折に対する骨軟骨片固定術は接合固定材料に課題が残されている｡ 一方, 軟骨損傷に対する骨髄刺激法は限定的である一方, 骨軟骨柱移植術は早期復帰ができ有効であるものの, 適応面積に限界がある｡ また, 培養自家
軟骨細胞移植術は二期的手術を必要とし, 合併症や再手術のリスクがある｡ さらに, 半月
板全・亜切除術後に生じる有痛性膝関節障害は軟骨への過負荷が生じており放置すれば変形性膝関節症を招来する危険性が高い｡ 今後, これらの課題を克服し, 高い有効性と安全性をもち, 低侵襲性である生物学的膝再建を目指した治療法の確立が望まれる｡

は じ め に炎ではタナ障害, 膝蓋下脂肪体炎などがある｡ こ
れらのうち, 関節軟骨・半月板障害は比較的多く,

若年者の膝スポーツ傷害は, 骨, 関節軟骨, 半

的確な治療が行われないと変形性膝関節症

月板, および腱・靱帯への外傷あるいは障害に

osteoarthritis (OA) を招来する危険性が高い｡

よって様々な病態を形成する｡ 骨軟骨病変では

本稿では, 膝スポーツ傷害のうち骨軟骨病変およ骨・軟骨骨折, 軟骨損傷, 骨端線離開, 離断性骨び軟骨病変に対する生物学的膝再建をめざした治軟骨炎, Osgood-Schlatter 病, 有痛性分裂膝蓋療の現状を概説し, その課題について考察する｡

骨などが, 半月板傷害では半月板損傷, 円板状メ
ニスクスなどが, 腱・靱帯では, 腱・靱帯損傷,
腸脛靱帯炎, 鵞足炎, ジャンパー膝などが, 滑膜
Yuji UCHIO

島根大学医学部整形外科学教室
連絡先：〒693-8501 島根県出雲市塩冶町89-1
島根大学医学部整形外科学教室

１. 骨軟骨病変の治療
１) 膝離断性骨軟骨炎 osteochondritis dissecans(OCD)
一般に本症の予後は骨端線閉鎖前で病巣部が小さく, 非分離・非荷重部であれば良好とされる｡

10( 10 )

島根医学 第39巻

A

第1号

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

29歳, 女性｡ A. 離断した骨軟骨片, B. 骨軟骨柱移植移植術
なかでも年齢は重要で, 骨端線が閉鎖した成人型して移植する方法は Mosaicplasty や OATS とadult OCD は殆ど手術が必要である1 ｡ 保存療法呼ばれる (図１)｡ マイクロフラクチャーとの無には安静, 免荷歩行やギプス固定などがあるもの

作 為 比 較 試 験 randomized comparative studyの, 不明な医学的根拠や不適切な評価法, ばらつ(RCT) では OATS の方が臨床成績, MRI 評価

きの大きい治癒率など, 一概に保存療法の有効性とも優れている6)｡ 採取部位は関節切開のため,を論ずることはできない2)｡ また, 保存療法では一旦筋力低下が生じるものの, １年で９割が回復患者のコンプライアンスが悪ければ治癒に導くこし, ２年では OA 変化なく, MRI で４割は完全とは困難で, 病変部が不安定型となれば保存療法に被覆されたと報告されている7,8)｡)の効果はない｡

さらに, 1994年に発表された培養自家軟骨細胞

これに対して, 骨穿孔術は８割に良好な成績が移植術 autologous chondrocyte transplantation

得られるものの, 治癒には X 線像では約６か月,(ACI) は少量の軟骨片から軟骨細胞を単離し培MRI では約７か月が必要である｡ 安定型で骨端養・移植する方法9) で, cell based ACI , 第１世

線閉鎖前であれば８〜９割の治癒率がある｡ 一方,

代 ACI と呼ばれている｡ 2012 年の４年にわたる

不安定型で骨端線閉鎖後では治癒率は半減し1),

多施設試験では, 臨床上, 85％が良好であったと骨硬化は治癒阻害因子であって, 骨穿孔術は骨硬いうものの, 35％に追加手術がされ, Failure が化例の転帰を変えないとする見解もある3)｡２割にあったという10)｡ 2018年の systematic re-

片固定術は治癒率が７〜９割と報告されている3)｡view では ACI は85％の良好な成績を得ることが報告され11 , 12年に亘る長期においても良好な成しかし, 生体吸収材料の吸収には長期間が必要で,績を維持するという12)｡

一方, 骨釘や生体吸収性固定材料による骨軟骨異物反応やゆるみ, ピンの逸脱や周辺軟骨への傷害が指摘されている4)｡)

これに対して当科前教授越智光夫先生は軟骨細胞をアテロコラーゲンに包埋し培養軟骨を組織工

ま た , 骨 軟 骨 柱 移 植 術 osteochondral auto-

学的に作製して移植する方法を考案した13)｡ これ

graft transplantation (OAT) については良好

は細胞基質も移植する第２世代 ACI で, 軟骨細な短期成績が報告されている5)｡ これを複数採取

胞の形質の維持14,15) , 細胞分布の均一性15) , 漏出

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( 11 )A 

11

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16歳, 男性｡ 右大腿骨内側顆離断性骨軟骨炎｡
A. 術前, B. 術後８か月の危険性の低さ15), 基質産生16), 被覆骨膜に対すため, 骨を切削してネジを切り出す加工技術が必る影響の低さ17) などの点で第１世代 ACI と比し要である｡ しかし, 方向によって骨のオステオて優れている｡ 当科で行った術後５年以上経過しン・ラメラ構造が異なるため力の負荷方向によった14例では骨化した１例を除き, ９割に良好な結て骨の硬さが異なる21,22)｡ また, 切削刀の方向に果であった｡ この方法は日本の民間企業に技術移よって骨の削られ方も異なり, axial や circum-

転され, 全国どこからも自家培養軟骨ができるシ

ferential に切削刀が入ると, オステオン・ラメ

ステムが構築され日本の６施設で治験が行われた｡

ラに添ってクラックが生じ, 本来の切削深度以上

その結果, 臨床評価および再鏡視による軟骨修復に削られる21,22)｡ さらに, 手術室内で使用するたも良好で, 有害事象も少ないことが判明した18)｡めに滅菌可能・100 V 電源でコンピュータ制御・

平成 25 年４月に本法は保険適応を得, 日本でも油不要で静音という条件をクリアする超小型精密

ACI が認定施設でできるようになっている (図旋盤の開発を行った｡ この骨加工プログラムを変２)｡えることで種々の骨製スクリューを作製できる

２)

骨軟骨骨折

骨軟骨骨折は関節内骨折である点で接合材料の制約が生じる｡ 金属製スクリューではねじ山が関節面に出ていれば使えないことやサイズ不適合の問題をもっている｡ また, 骨釘は脆弱で挿入時骨折する危険性がある｡ さらに, 生体吸収性素材は長期残留し, 骨には置換されず異物反応がある19)｡
そこで, この課題を克服するために患者の自家骨から手術室内環境で骨製スクリューを作製して固定する方法を考案した20)｡ 実際の骨加工では金属加工と異なり鋳型でネジをつくることはできない

!"#$%12( 12 )(図３)｡

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2019 (平成31年 4 月)

報告されている31)｡ 良好な臨床成績を得るために一方, 精密骨加工が骨固定強度を上げることやは40歳未満で罹患期間が12か月未満, 大きさが4.

骨製スクリューの良好な生体適合性をウサギやブ

0未満で BMI が30㎏/㎡未満, 術前活動性が高タ膝関節で確認し経時的に引き抜き強度が増強すいことなどが必要とされる32)｡

ることなどを明らかにした23,24)｡ また, スクリュー

一方, OAT は約10年の経過観察では９割の良のねじ山形状を変化させて引き抜き強度が上がる

好な成績が得られること, 採取部位痛は５％でことやウサギ関節内骨折モデルでは骨製スクあって, １割に OA が軽度進行したとされ, 本リュー刺入部の軟骨修復が良好であることも判明

法は４以下の軟骨損傷には有用な治療法である

した25-27)｡ さらに, 骨を採取した部位の強度も有と結論され33) , MF との RCT では OAT の方が限要素法で測定するとともに, 破断実験も行い,臨床成績が良く, Failure や OA の進展が少なく,安全な採取範囲を確認した｡ 以上の研究を基礎に,

活動レベルを維持できたという34)｡ しかし, 11年

当大学医学部附属病院医の倫理委員会の承認を得以上の経過観察では,て, 臨床応用を開始した｡

OCD より軟骨欠損症例が術後成績が不良であっこれまでに偽関節・関節内骨折例など12例に臨50％ に OA が 進 行 し ,たと報告されている35)｡

床応用を行った｡ 平均年齢は34歳, 男性10名, 女

これに対して, 第１世代 ACI の多施設研究で性２名で, 手の舟状骨骨折後偽関節が７例, 膝蓋は約８割が良好であって半数がスポーツ可能で骨脱臼骨折が２例, 手根骨不安定症, 第一足指のあったものの, 半数に何らかの追加手術がされ,骨折後偽関節, へバーデン結節が各１例であった｡

５％以上の有害事象があったという36)｡ 2016年の１年以上経過観察し得た11例の結果では, １〜２

systematic review では11年後, 約８割が良好な臨床成績を得る一方, Failure が約２割, 再手術が約４割あったとし37 , 2017年の20年に亘る長期成績では survival rate は63％で, ５例は術後1.7
年で revision ACI を, ４例は人工関節を術後約本の骨製ネジの作製には30〜60分必要とした｡ 術後に発症した関節リウマチ例を除いて概ね良好な結果を得た28-30)｡
本法は患者には抜釘不要で異物反応を回避できること, 医療従事者には設置コストがかからず手)６年で受けていると報告されている38)｡

術室に持ち込み可能であること, さらに医療経済

当教室の第２世代 ACI では術後８年で約９割の観点では低コストであることなどの意義があるが良好であり39), 生検では約７割が硝子軟骨で修と考える｡ しかし, 今後, さらなる技術開発と長復されていた40)｡ ５年以上経過した患者の移植軟期に亘る, 慎重な有効性と安全性の検討が必要で骨の MRI による質的評価では, グルコスアミノある｡

グリカン濃度は同等である一方, コラーゲン組成

２. 軟骨病変
骨髄刺激法 (マイクロフラクチャー microfrac-は未だ粗であった41)｡
３. 半月板全・亜全切除術後膝関節軟骨損傷

ture: MF) は骨梁構造の破壊が招く軟骨下骨の本邦では2007年から８年間で約８万件の半月板

骨硬化や中心部の骨棘, 骨嚢胞が出現することが手術が行われ, 半月板温存の重要性は周知されて島根医学 第39巻 第 1 号

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( 13 )

13

いるといえども, 約８割に切除術が行われていまた, 本研究の一部は, 経済産業省, (国研)

る42)｡ 時に半月板全・亜全切除術を余儀なくされ,科学技術振興機構, (公財) テルモ科学技術振興

その後の疼痛を生じる有痛性膝関節障害が存在す

財団, (独) 日本学術振興会, (公財) 日本スポーる｡ 半月板の代替として, 自家半腱様筋腱やウシ

ツ治療医学研究会, 島根県産業振興課の研究助成

コラーゲンから作製したインプラントや滑膜幹細を受けた｡ 合わせて感謝申し上げます｡

胞などがあるものの, 臨床的には確立されている

利益相反とは言い難い43)｡

本研究に関する利益相反は下記の通りである｡

本症に対して, 当科では同種半月板移植術を計画し, 島根大学医学部医の倫理委員会の承認およ

共同研究：㈱ジャパン・ティッシュ・エンジニア
リング

び中国厚生局の認可のもと, 東海骨バンクおよび奨学寄付：アステラス製薬㈱, 旭化成ファーマ

愛知骨軟部組織移植振興財団から承認を受け行っ㈱, 中外製薬㈱, 第一三共㈱, ファイ

た｡ 術後１年以上の４症例において短期であるもザー㈱, 科研製薬㈱, 日本臓器製薬㈱,のの良好な成績を得ている44,45)｡ 一旦, 半月板が生化学工業㈱, 大正富山医薬品㈱, 帝

完全に消失すれば OA へ進行は不可避であり,

人ファーマ㈱人工関節のできない若年者, 青・壮年における生講 演 等：アステラス製薬㈱, あゆみ製薬㈱,

物学的膝再建 Biological Knee Reconstruction

エーザイ㈱, 久光製薬㈱, 科研製薬㈱,の一法と考える｡

持田製薬㈱, 日本イーライリリー㈱,お わ り に

塩野義製薬㈱, 大正富山医薬品㈱, 帝人ファーマ㈱, オリンパステルモバイ

若年者膝スポーツ傷害に対する治療の現状と課

オマテリアル㈱, ヤンセンファーマ㈱題を述べた｡ 日本の将来を担う次世代の健康を守開発助成：経済産業省, (国研) 科学技術振興機

るのは専門家としての使命である｡ より高い有効構, (独) 日本学術振興会, (公財) 日

性と安全性および低侵襲性をもつ生物学的膝再建

本スポーツ治療医学研究会, (財) テ法の開発が望まれる｡

ルモ科学技術振興財団

謝

辞本研究に対して多大なるご支援・ご協力をいた
だいた, 株式会社ナノ 前社長 故林亮様, 前島根大学理工学部准教授大谷 忠先生, 前同産業連
携センター堀江修二様, 島根大学生物資源科学部
前教授板村裕之先生, 島根県産業技術センター・センター長 吉野勝美先生, 東海骨バンク・愛知
骨軟部組織移植振興財団の各位に深甚なる謝意を表します｡

寄付講座： なし

14

( 14 )

島根医学 第39巻

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