断裂した肩の腱を手術で骨にしっかり固定しても、時間の経過とともに再び切れてしまうことがあります。原因は、縫合がほどけることだけではありません。 腱と骨が接する部位が本来の構造を取り戻せず、相対的に弱い瘢痕組織として治癒してしまうためです。
この接合部を正常組織に近い形で再生させる治療技術が開発されました。腱側から骨側へ向かうほど構造と成分が変化する人工足場材を作製し、組織再生を助ける「エクソソーム模倣体」を組み合わせたものです。
CHA医科大学 分堂CHA病院は19日、整形外科のキム・ジェファ氏、イ・スンチョル氏の両教授の研究チームが、腱板の腱-骨接合部を再生する技術を開発したと発表しました。研究成果はナノ・バイオ素材分野の国際学術誌 〈スモール（Small）〉に掲載されました。
縫合した腱はなぜ再び切れるのか…鍵は「腱と骨の接合」
腱板は肩関節を取り囲む腱です。腕を持ち上げたり回したりする際に重要な役割を果たします。加齢に伴う変性変化が生じたり、肩を繰り返し酷使したりすると断裂することがあります。
断裂が大きい場合や、痛みと機能低下が強い場合は、切れた腱を元々付着していた骨に再固定する手術を行います。ただし、手術が順調に終わっても、すべての腱が強固に付着するとは限りません。
正常な腱と骨の接合部は、柔らかい腱と硬い骨がそのまま直接くっついている構造ではありません。腱から線維軟骨を経て骨へと移行するにつれ、組織の配列や成分、硬さが徐々に変化します。こうした構造が、肩に繰り返しかかる力を分散させます。
手術後、この複雑な接合部が元の姿のまま再生するのは難しいとされています。代わりに線維性の瘢痕組織が埋まり、正常な接合部ほど十分な強度を確保できない可能性があります。
実際、腱板縫合術後の再断裂は珍しくありません。31件の研究を統合した解析では、追跡時点により再断裂率は約15〜21%でした。このうち断裂サイズを比較した11件の研究では、小・中断裂の再断裂率が12.5%だったのに対し、大・広範囲断裂は37%と高くなりました。高齢であることや、腱板筋の脂肪浸潤が強い場合も再断裂リスクが高まることが知られています。
断裂しても全員が手術ではない…術後は「早さ」より「個別最適」
腱板が断裂したからといって、必ず手術を行うわけではありません。断裂の大きさ、痛みの程度、腕を使う際の不便さ、年齢や活動量などを総合的に見て治療法を決めます。症状のある小・中サイズの全層断裂では、理学療法と手術のいずれも、痛みの軽減と機能改善に役立つ可能性があります。
手術を受けた場合、腱が骨に再び付着するための時間を確保することも重要です。だからといって、すべての患者が長期間肩を動かさないべきだという意味ではありません。小・中断裂では、比較的早期にリハビリを開始した場合と、一定期間遅らせて開始した場合で、長期の治療成績に大きな差がなかったとする研究もあります。
こうした点を踏まえると、「早く動かすほど早く治る」あるいは逆に「長く動かさないほどよく付く」と断定することはできません。断裂サイズや腱の状態、手術方法に合わせて医療者が定めたリハビリ日程に従うことが重要です。
痛みが軽くなったからといって、自己判断で腕を強く使ったり、筋力トレーニングを前倒ししたりすることも避けたいところです。術後は関節可動域を徐々に回復させ、その後に筋力トレーニングへ移行します。十分に回復するまでには数カ月を要することがあります。
1枚の足場材で、腱→骨に沿って性質が変わるよう設計
研究チームは、正常な接合部のこうした構造を模した人工足場材を作製しました。
従来は、腱と骨のように性質の異なる組織を再生するため、異なる素材を層状に貼り合わせる方法が主に研究されてきました。しかし、層と層が剥がれたり、2つの組織が自然につながらなかったりする限界がありました。
研究チームは 1つの人工足場材の中で、腱から骨へ向かうほど線維配列と無機質成分が少しずつ変化するようにしました。腱側では腱の再生を助け、骨と接する側では線維軟骨と骨の形成を促すよう誘導しました。
研究チームは論文で、これを「二重傾斜（dual-gradient）足場材」と説明しました。正常な腱-骨接合部のように、2つの組織の性質が急に切り替わるのではなく、徐々に変化するようにしたということです。
さらに、細胞間でシグナルを伝えるエクソソームの機能を模した「エクソソーム模倣体」も付加しました。手術初期には炎症と酸化ストレスを抑え、その後は腱と骨の再生を助ける物質が順に作用するよう設計しました。
回復段階に応じて必要な物質を順番に届ける仕組みです。人工足場材は新しい組織が育つための土台となり、役割を終えると体内で徐々に分解されます。
動物実験で骨・線維軟骨が増え、接合部の強度も向上
研究陣は、腱板断裂の動物モデルに開発した足場材を適用し、接合部がどの程度回復するかを調べました。
その結果、足場材とエクソソーム模倣体を併用したグループでは、従来治療群よりも腱と骨の間の接合部がより良好に再生されました。骨と線維軟骨の形成が増え、新たに生じた組織の配列も正常な接合部に近づきました。
回復を妨げ得る脂肪組織は減少しました。再生組織を引っ張ってどれだけ耐えられるかも測定したところ、開発技術を適用した組織の方がより大きな力に耐えました。腱と骨がそれだけ強固に結合したことを意味します。
ただし、今回の結果は動物実験段階です。ヒトの腱板手術に適用した場合に、実際に再断裂を減らしたり回復期間を短縮したりできるかは、まだ確認されていません。臨床で用いるには、ヒトを対象に安全性と有効性を検証するプロセスがさらに必要です。
キム・ジェファ教授は「今回の研究は、単に断裂した腱を縫合することにとどまらず、腱と骨が出会う接合部を正常組織に近い形で再生する新たな治療の可能性を示した」と述べた上で、「今後は腱板に限らず、アキレス腱、十字靱帯など、腱や靱帯が骨とつながる多様な整形外科疾患の再生治療にも活用されることが期待される」と語りました。
今回の研究は、生物学研究情報センター（BRIC）の「韓国を輝かせた人々（ハンビッサ）」にも選定されました。
