スポーツ班

基礎研究

半月板再生

 以前は外傷による半月板断裂や加齢に伴う変性断裂に対しては、関節鏡を用いた部分切除~亜全摘術が行われていました。しかし、切除した半月板は元の形状に戻らず、長期間の経過で関節軟骨の損傷や、関節が変形する変形性関節症が生じる可能性高いことが問題となっています。そのため、近年では半月板機能の重要性が再確認されており、断裂半月板は可能な限り縫合し、温存する考えが広がってきています。しかし、断裂の形状によっては縫合が不可能な場合や、欠損が大きい場合はやむを得ず部分切除になるケースが少なくありません。また、半月板縫合後の再断裂など問題点が多いのが現状です。
 そこで当科では、ウサギの膝半月板を用いて欠損した半月板を再生する研究をしています。複数系統の細胞に分化できる能力(多分化能)と多分化能を維持できる能力(自己複製能)を持ち、なおかつ周囲組織を刺激し自己治癒能力を促進する効果も期待できる脂肪由来幹細胞を用いた半月板再生の研究をしています。

1. 脂肪由来幹細胞シートを用いた半月板治療の検討
 ウサギの膝半月板に欠損部をつくり、欠損部に脂肪由来幹細胞をシート状に作成した三次元構造体を移植して半月板の再生促進を試みています。まだ、動物実験のレベルですが、脂肪由来幹細胞の移植で半月板の再生が促進されることが証明され、国内外の学会で発表しています。

2. 脂肪由来幹細胞シートを用いて再生された半月板様組織の力学的特性の評価
 ウサギの再生された半月板に関しては、正常な半月板とは見た目は異なっているものの、半月板と同様な機能を有していることが期待できます。そのため、今後の臨床応用に向けて、再生された半月板に対する力学試験を行なっています。

腱・靭帯損傷治癒過程促進

 膝前十字靭帯損傷に代表される関節内の靭帯損傷は自然治癒することが少なく、靭帯縫合術の成績も不良であるため、靭帯再建術が行われています。靭帯再建術は、自身のハムストリング腱や膝蓋腱を用いるため、手術が成功したとしても、選手が受傷前の状態に戻るのは難しいといわれています。
 そこで当科では、靭帯や腱がもつ再生能力に注目し、靭帯再建術に替わる治療方法の開発を目指して東海大学工学部、福井医療大学と共同研究を行っています。

1. アキレス腱由来"gel"の再生能力の評価
 マウス、ウサギのアキレス損傷部の断端より分泌された"gel"を回収し、その"gel"に張力をかけることで新たな腱へと再生する性質を発見しました。より再生能力の高い"gel"の性質について研究を重ねています。

2. アキレス腱由来"gel"の治癒促進能力の評価
 再生能力の高い"gel"を靭帯損傷部に添加し、正常の靭帯損傷の治癒過程と比較することで"gel"がもつ治癒促進効果の評価を行っています。

スポーツによる全身骨格筋活動のポジトロン断層撮影法(PET)を用いた評価

 臨床において、がんの局所診断や脳血流量の計測、心筋虚血・再灌流の評価などに利用されているPETは、運動後の骨格筋活動の評価にも有用であることが分かってきました。この評価方法では一般的に行われている筋電図による評価とは異なり、より運動環境にそくした動作の評価が可能であり、同時に表層から深部まで幅広い評価を行うことが可能となります。
 われわれはスポーツ損傷予防トレーニングに力を入れており、世界中で最も普及している予防プログラムであるFIFA11+の骨格筋への効果とバランス能力の向上を評価し、より日本人の体格・動作に合わせたトレーニングとして最良と考えられるオリジナルのスポーツ損傷予防トレーニングプログラム「Ready for play-金大整形トレ-」を制作し、完全無料アプリとして発表しました。
 今後はそれぞれの競技による特有の骨格筋活動を検討し、その特性に合わせたトレーニングプログラムを構築していくことで、各スポーツに特化したパフォーマンスの向上とスポーツ損傷予防へと繋げていくことを目的とし、随時アップデート予定としています。

高位脛骨骨切り術

 大腿骨頭の中心から足関節に引いた線を、「荷重線」といいます。日本人の変形性膝関節症では、この荷重線が膝の内側を通るO脚(がに股)が多く、歩く度に膝の内側に負荷がかかります。高位脛骨骨切り術では、荷重線が中央から外側になるように矯正する手術です。
 この手術法では、人工膝関節置換術と違い、自分の膝を温存できるので、手術後にも正座やスポーツ復帰することが可能です。

(手術適応)

 荷重線が内側を通る変形性膝関節症で、外側の軟骨や半月板が正常であること、膝の可動域(屈伸可能な範囲)が良好であること、注射や運動療法などの保存的治療を十分行なっても効果が乏しい方、そして人工膝関節をするには年齢が若い方やスポーツ・趣味などで活動性が高い方が適応になります。
 喫煙者は、骨切りした部位の骨癒合が遅れることが多く、少なくとも術前3ヶ月は禁煙する必要があります。

(手術治療)

 まず、膝の関節鏡を使って傷んだ半月板の修復を行います。その後、脛骨の内側から外側に向かって骨に切れ目をいれて、くさび型に広げた状態でチタン合金のプレートとネジで固定します。プレートとネジが体内に入っていてもMRI検査は問題なく行えます。
 骨切りして開いた部位は自身の骨で埋まってきますので、手術後1.5年で支えていたプレートとネジを抜去します。治療終了後には特別な行動制限はありません。

臨床研究

スポーツ整形外科研究室では、以下の臨床研究を行っています。

  • オリジナル前十字靭帯再建術の手術術式と成績に関する研究
  • 膝前十字靭帯損傷の危険因子と損傷予防プログラムに関する研究
  • 前十字靱帯再建術後に発生する膝前面部痛に関する調査
  • 再建した前十字靭帯の成熟に関する研究(新しいMRI撮影法を用いた検証)
  • スポーツ傷害予防プログラム(FIFA The 11+)の科学的検証
  • オスグッド・シュラッター病の早期スポーツ復帰への試み
  • ポジトロン断層撮影法による骨格筋活動の観察
  • 早期変形性膝関節症に対する超音波検査の有用性に関する研究
  • 荷重MRIによる膝関節周囲組織の観察

業績

英語論文(2010~)

2021年

Asai K, Nakase J, Yoshimizu R, Kimura M, Tsuchiya H.
Excessive anterior tibial translation in the contralateral uninjured limb is significantly associated with ramp lesion in anterior cruciate ligament injury.
J Exp Orthop. 2021 Jul 23;8(1):54.

Nakase J, Asai K, Yoshimizu R, Kimura M, Tsuchiya H.
How to Detect Meniscal Ramp Lesions Using Ultrasound.
Arthrosc Tech. 2021 May 17;10(6):e1539-e1542. 

Sengoku T, Nakase J, Asai K, Yoshimizu R, Sakurai G, Yoshida S, Yahata T, Tsuchiya H.
The effect of gracilis tendon harvesting in addition to semitendinosus tendon harvesting on knee extensor and flexor strength after anterior cruciate ligament reconstruction.
Arch Orthop Trauma Surg. 2021 Apr 2. Epub ahead of print.

Asai K, Nakase J, Ishikawa T, Yoshimizu R, Kimura M, Ozaki N, Tsuchiya H.
Differences in cellular and microstructural properties of the semitendinosus muscle tendon between young and adult patients.
J Orthop Sci. 2021 Mar 10:S0949-2658(21)00051-8. 

Takata Y, Nakase J, Inaki A, Mochizuki T, Shimozaki K, Asai K, Kinuya S, Tsuchiya H.
Skeletal muscle metabolism on whole-body positron emission tomography during pitching.
J Int Soc Sports Nutr. 2021 Mar 6;18(1):21.

Nakase J, Shimozaki K, Asai K, Yoshimizu R, Kimura M, Tsuchiya H.
Usefulness of lateral femoral cutaneous nerve block in combination with femoral nerve block for anterior cruciate ligament reconstruction: a prospective trial.
Arch Orthop Trauma Surg. 2021 Mar;141(3):455-460. 

Nakase J, Takata Y, Shimozaki K, Asai K, Yoshimizu R, Kimura M, Tsuchiya H.
Clinical study of anatomical ACL reconstruction using a rounded rectangular dilator.
BMC Musculoskelet Disord. 2021 Jan 7;22(1):38.

2020年

Kitagawa T, Nakase J, Takata Y, Shimozaki K, Asai K, Yoshimizu R, Kimura M, Tsuchiya H.
Flexibility of infrapatellar fat pad affecting anterior knee pain 6 months after anterior cruciate ligament reconstruction with hamstring autograft.
Sci Rep. 2020 Dec 7;10(1):21347.

Asai K, Nakase J, Oshima T, Shimozaki K, Yoshimizu R, Tsuchiya H.
Partial resection of the infrapatellar fat pad during anterior cruciate ligament reconstruction has no effect on clinical outcomes including anterior knee pain.
Arch Orthop Trauma Surg. 2020 Nov;140(11):1751-1757.

Shimozaki K, Nakase J, Oshima T, Asai K, Toyooka K, Tsuchiya H.
Partial lateral meniscus anterior root injuries during anatomical single-bundle anterior cruciate ligament reconstruction are likely to occur in women with small skeletons.
Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2020 Nov;28(11):3517-3523.

Asai K, Nakase J, Oshima T, Shimozaki K, Toyooka K, Tsuchiya H.
Lateral meniscus posterior root tear in anterior cruciate ligament injury can be detected using MRI-specific signs in combination but not individually.
Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2020 Oct;28(10):3094-3100.

Takata Y, Nakase J, Shimozaki K, Asai K, Tsuchiya H.
Autologous Adipose-Derived Stem Cell Sheet Has Meniscus Regeneration-Promoting Effects in a Rabbit Model.
Arthroscopy. 2020 Oct;36(10):2698-2707.

Nakase J, Kitaoka K, Shima Y, Oshima T, Sakurai G, Tsuchiya H.
Risk factors for noncontact anterior cruciate ligament injury in female high school basketball and handball players: A prospective 3-year cohort study.
Asia Pac J Sports Med Arthrosc Rehabil Technol. 2020 Aug 8;22:34-38.

Asai K, Nakase J, Shimozaki K, Toyooka K, Kitaoka K, Tsuchiya H.
Incidence of injury in young handball players during national competition: A 6-year survey.
J Orthop Sci. 2020 Jul;25(4):677-681. 

Shimozaki K, Nakase J, Oshima T, Asai K, Toyooka K, Ohno N, Miyati T, Tsuchiya H.
Investigation of extrusion of the medial meniscus under full weight-loading conditions using upright weight-loading magnetic resonance imaging and ultrasonography.
J Orthop Sci. 2020 Jul;25(4):652-657.

Oshima T, Nakase J, Ohashi Y, Shimozaki K, Asai K, Tsuchiya H.
Intraoperative fluoroscopy shows better agreement and interchangeability in tibial tunnel location during single bundle anterior cruciate ligament reconstruction with postoperative three-dimensional computed tomography compared with an intraoperative image-free navigation system.
Knee. 2020 Jun;27(3):809-816.

Nakase J, Oshima T, Takata Y, Shimozaki K, Asai K, Tsuchiya H.
No superiority of dextrose injections over placebo injections for Osgood-Schlatter disease: a prospective randomized double-blind study.
Arch Orthop Trauma Surg. 2020 Feb;140(2):197-202.

Oshima T, Nakase J, Inaki A, Mochizuki T, Takata Y, Shimozaki K, Kinuya S, Tsuchiya H.
Comparison of muscle activity, strength, and balance, before and after a 6-month training using the FIFA11+ program (part 2).
J Orthop Surg (Hong Kong). 2020 Jan-Apr;28(1):2309499019891541.

2019年

Asai K, Nakase J, Shimozaki K, Toyooka K, Kitaoka K, Tsuchiya H.
Internal Oblique Muscle Strain on the Side of the Dominant Arm in a Representative Handball Player.
Curr Sports Med Rep. 2019 Oct;18(10):358-360.

Nakase J, Oshima T, Takata Y, Shimozaki K, Asai K, Toyooka K, Tsuchiya H.
Ultrasound-guided injection and the pie crust technique for the treatment of symptomatic bipartite patella.
J Med Ultrason (2001). 2019 Oct;46(4):497-502.

Numata H, Nakase J, Oshima T, Tsuchiya H.
Effectiveness of Adhering Adipose-Derived Stem Cells to Defective Cartilage in Promoting Cartilage Regeneration in a Rabbit Model.
Arthroscopy. 2019 Sep;35(9):2619-2626.

Kitagawa T, Nakase J, Takata Y, Shimozaki K, Asai K, Toyooka K, Tsuchiya H.
Relationship between the deep flexion of the knee joint and the dynamics of the infrapatellar fat pad after anterior cruciate ligament reconstruction via ultrasonography.
J Phys Ther Sci. 2019 Jul;31(7):569-572.

Shimozaki K, Nakase J, Takata Y, Asai K, Toyooka K, Kitaoka K, Tsuchiya H.
The characteristic findings of an inverted-type discoid lateral meniscus tear: a hidden tear pattern.
BMC Musculoskelet Disord. 2019 May 17;20(1):223.

Oshima T, Nakase J, Toratani T, Numata H, Takata Y, Nakayama K, Tsuchiya H.
A Scaffold-Free Allogeneic Construct From Adipose-Derived Stem Cells Regenerates an Osteochondral Defect in a Rabbit Model.
Arthroscopy. 2019 Feb;35(2):583-593.

Kosaka M, Nakase J, Kitaoka K, Tsuchiya H.
Arthroscopic treatment of symptomatic lateral synovial plica of the knee.
J Orthop Surg (Hong Kong). 2019 Jan-Apr;27(1):2309499019834496.

Kitagawa T, Nakase J, Takata Y, Shimozaki K, Asai K, Tsuchiya H.
Use of ultrasonography to evaluate the dynamics of the infrapatellar fat pad after anterior cruciate ligament reconstruction: a feasibility study.
J Med Ultrason (2001). 2019 Jan;46(1):147-151.

Kitagawa T, Nakase J, Takata Y, Shimozaki K, Asai K, Tsuchiya H.
Histopathological study of the infrapatellar fat pad in the rat model of patellar tendinopathy: A basic study.
Knee. 2019 Jan;26(1):14-19.

Kitagawa T, Nakase J, Takata Y, Shimozaki K, Asai K, Tsuchiya H.
Response to Macchi et al. “Letter to the Editor ‘Histopathological study of the infrapatellar fat pad in the rat model of patellar tendinopathy: A basic study'”.
Knee. 2019 Jan;26(1):281.

2018年

Oshima T, Nakase J, Kitaoka K, Shima Y, Numata H, Takata Y, Tsuchiya H.
Poor static balance is a risk factor for non-contact anterior cruciate ligament injury.
Arch Orthop Trauma Surg. 2018 Dec;138(12):1713-1718.

Shimozaki K, Nakase J, Takata Y, Shima Y, Kitaoka K, Tsuchiya H.
Greater body mass index and hip abduction muscle strength predict noncontact anterior cruciate ligament injury in female Japanese high school basketball players.
 Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2018 Oct;26(10):3004-3011.

Shimozaki K, Nakase J, Yoshioka K, Takata Y, Asai K, Kitaoka K, Tsuchiya H.
Incidence rates and characteristics of abnormal lumbar findings and low back pain in child and adolescent weightlifter: A prospective three-year cohort study.
PLoS One. 2018 Oct 29;13(10):e0206125.

Ohashi Y, Nakase J, Shimozaki K, Torigoe K, Tsuchiya H.
Evaluation of dynamic change in regenerated tendons in a mouse model.
J Exp Orthop. 2018 Sep 21;5(1):37.

Takata Y, Nakase J, Oshima T, Shimozaki K, Asai K, Tsuchiya H.
No difference in the graft shift between a round and a rounded rectangular femoral tunnel for anterior cruciate ligament reconstruction: an experimental study.
Arch Orthop Trauma Surg. 2018 Sep;138(9):1249-1255.

Numata H, Nakase J, Kitaoka K, Shima Y, Oshima T, Takata Y, Shimozaki K, Tsuchiya H.
Two-dimensional motion analysis of dynamic knee valgus identifies female high school athletes at risk of non-contact anterior cruciate ligament injury.
Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2018 Feb;26(2):442-447.

2017年

Nakase J, Ukawa Y, Takemoto S, Kubo T, Sagesaka YM, Aoki-Yoshida A, Totsuka M.
RNA and a cell wall component of Enterococcus faecalis IC-1 are required for phagocytosis and interleukin 12 production by the mouse macrophage cell line J774.1.
Biosci Biotechnol Biochem. 2017 Jun;81(6):1099-1105. 

Toratani T, Nakase J, Numata H, Oshima T, Takata Y, Nakayama K, Tsuchiya H.
Scaffold-Free Tissue-Engineered Allogenic Adipose-Derived Stem Cells Promote Meniscus Healing.
Arthroscopy. 2017 Feb;33(2):346-354. 

Takata Y, Nakase J, Toratani T, Numata H, Oshima T, Kitaoka K, Tsuchiya H.
Conscious performance and arthroscopic findings in athletes with anterior cruciate ligament injuries treated via conservative therapy during the competitive season.
J Orthop Surg (Hong Kong). 2017 Jan;25(1):2309499016684751.

2016年

Oshima T, Nakase J, Numata H, Takata Y, Tsuchiya H.
The cross-sectional shape of the fourfold semitendinosus tendon is oval, not round.
J Exp Orthop. 2016 Oct 12.;3(1):28. 

Shimozaki K, Nakase J, Ohashi Y, Numata H, Oshima T, Takata Y, Tsuchiya H.
Ipsilateral Medial and Lateral Discoid Meniscus with Medial Meniscus Tear.
J Orthop Case Rep. 2016 Sep-Oct;6(4):9-12. 

Toratani T, Nakase J, Numata H, Oshima T, Takata Y, Nakayama K, Tsuchiya H.
Scaffold-Free Tissue-Engineered Allogenic Adipose-Derived Stem Cells Promote Meniscus Healing.
Arthroscopy. 2016 Sep 23 ;33(2):346-354. 

Takata Y, Nakase J, Numata H, Oshima T, Tsuchiya H.
Computed tomography value and tunnel enlargement of round and rounded rectangular femoral bone tunnel for anterior cruciate ligament reconstruction.
Arch Orthop Trauma Surg. 2016 Aug 6;136(11):1587-1594.

Kosaka M, Nakase J, Numata H, Oshima T, Takata Y, Moriyama S, Oda T, Shima Y, Kitaoka K, Tsuchiya H.
Psychological traits regarding competitiveness are related to the incidence of anterior cruciate ligament injury in high school female athletes.
Knee. 2016 May 27 ;23(4):681-5. 

Kosaka M, Nakase J, Hayashi K, Tsuchiya H.
Adipose-Derived Regenerative Cells Promote Tendon-Bone Healing in a Rabbit Model.
Arthroscopy. 2016 May;32(5):851-9.

Oshima T, Nakase J, Numata H, Takata Y, Tsuchiya H.
Ultrasonography imaging of the anterolateral ligament using real-time virtual sonography.
Knee. 2016 Mar;23(2):198-202.

Takata Y, Nakase J, Inaki A, Mochizuki T, Numata H, Oshima T, Kinuya S, Tsuchiya H.
Changes in muscle activity after performing the FIFA 11+ programme part 2 for 4 weeks.
J Sports Sci. 2016 Feb 25:1-7. 

Nakase J, Toratani T, Kosaka M, Ohashi Y, Numata H, Oshima T, Takata Y, Tsuchiya H.
Technique of anatomical single bundle ACL reconstruction with rounded rectangle femoral dilator.
Knee. 2016 Jan;23(1):91-6. 

Numata H, Nakase J, Inaki A, Mochizuki T, Oshima T, Takata Y, Kinuya S, Tsuchiya H.
Effects of the belt electrode skeletal muscle electrical stimulation system on lower extremity skeletal muscle activity: Evaluation using positron emission tomography.
J Orthop Sci. 2016 Jan;21(1):53-6. 

2015年

Nakase J, Goshima K, Numata H, Oshima T, Takata Y, Tsuchiya H.
Precise risk factors for Osgood-Schlatter disease.
Arch Orthop Trauma Surg. 2015 Sep;135(9):1277-81. 

Takata Y, Nakase J, Numata H, Oshima T, Tsuchiya H.
Repair and augmentation of a spontaneous patellar tendon rupture in a patient with Ehlers-Danlos syndrome: a case report.
Arch Orthop Trauma Surg. 2015 May;135(5):639-44.

Goshima K, Kitaoka K, Nakase J, Tsuchiya H.
Rapid destruction of the humeral head caused by subchondral insufficiency fracture: a report of two cases.
Case Rep Orthop. 2015;2015:251696.

Oshima T, Nakase J, Numata H, Takata Y, Tsuchiya H.
Common Peroneal Nerve Palsy with Multiple-Ligament Knee Injury and Distal Avulsion of the Biceps Femoris Tendon.
Case Rep Orthop. 2015;2015:306260.

2014年

Nakase J, Kitaoka K, Toratani T, Kosaka M, Ohashi Y, Tsuchiya H.
Grafted tendon healing in femoral and tibial tunnels after anterior cruciate ligament reconstruction.
J Orthop Surg (Hong Kong). 2014 Apr;22(1):65-9. 

Nakase J, Aiba T, Goshima K, Takahashi R, Toratani T, Kosaka M, Ohashi Y, Tsuchiya H.
Relationship between the skeletal maturation of the distal attachment of the patellar tendon and physical features in preadolescent male football players.
Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2014 Jan;22(1):195-9. 

Kosaka M, Nakase J, Toratani T, Ohashi Y, Kitaoka K, Yamada H, Komura K, Nakamura S, Tsuchiya H.
Oblique coronal and oblique sagittal MRI for diagnosis of anterior cruciate ligament tears and evaluation of anterior cruciate ligament remnant tissue.
Knee. 2014 Jan;21(1):54-7. 

2013年

Kosaka M, Nakase J, Takahashi R, Toratani T, Ohashi Y, Kitaoka K, Tsuchiya H.
Outcomes and failure factors in surgical treatment for osteochondritis dissecans of the capitellum.
J Pediatr Orthop. 2013 Oct-Nov;33(7):719-24. PubMed PMID:23774205

Nakase J, Toratani T, Kosaka M, Ohashi Y, Tsuchiya H.
Roles of ACL remnants in knee stability.
Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2013 Sep;21(9):2101-6.

Nakase J, Inaki A, Mochizuki T, Toratani T, Kosaka M, Ohashi Y, Taki J, Yahata T, Kinuya S, Tsuchiya H.
Whole body muscle activity during the FIFA 11+ program evaluated by positron emission tomography.
PLoS One. 2013 Sep 16;8(9):e73898. 

2012年

Nakase J, Tsuchiya H, Kitaoka K.
Contralateral anterior cruciate ligament injury after anterior cruciate ligament reconstruction: a case controlled study.
Sports Med Arthrosc Rehabil Ther Technol. 2012 Dec 10;4(1):46. 

Goshima K, Nakase J, Xu Q, Matsumoto K, Tsuchiya H.
Repair of segmental bone defects in rabbit tibia promoted by a complex of β-tricalcium phosphate and hepatocyte growth factor.
J Orthop Sci. 2012 Sep;17(5):639-48.

Munehiro T, Kitaoka K, Ueda Y, Maruhashi Y, Tsuchiya H.
Establishment of an animal model for delayed-onset muscle soreness after high-intensity eccentric exercise and its application for investigating the efficacy of low-load eccentric training.
J Orthop Sci. 2012 May;17(3):244-52. 

2011年

Ueshima K, Kitaoka K, Nakase J, Xu Q, Matsumoto K, Tsuchiya H.
Promotion of rabbit ligament healing by local delivery of hepatocyte growth factor.
 J Orthop Sci. 2011 Jul;16(4):451-7. 

2010年

Nakase J, Kitaoka K, Tsuchiya H.
Arthroscopic resection of a bucket handle tear of the meniscus: a technical note.
J Orthop Surg (Hong Kong).2010 Dec;18(3):378-81.

Nakase J, Kitaoka K, Matsumoto K, Tomita K.
Facilitated tendon-bone healing by local delivery of recombinant hepatocyte growth factor in rabbits.
Arthroscopy. 2010 Jan;26(1):84-90.