緻密骨の基質線維とシャーピー線維の立体微細形態学的研究

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  • A Study on Three Dimensional Ultrastructural Arrangement of Collagen Fibrils of Compact Bone and Sharpey's Fibers

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成熟骨の皮質は緊密な緻密骨で構成されている.緻密骨は基質線維の配列が異なる多数の基礎層板, ババース層板および介在層板からなるが, 成熟骨を構成する緻密骨の外周部は外基礎層板で取り囲まれている.一方, 緻密骨の外基礎層板の周囲は骨形成能を有する細胞層からなる外骨膜で取り囲まれている.外骨膜の外層は緻密なコラーゲン細線維からなる線維層で構築されている.外骨膜の外層からはシャーピー線維が起こっており, 外骨膜の細胞層を貫き外基礎層板内に侵入しており, 骨と周囲組織とを結合させている.緻密骨の基質を構成するコラーゲン細線維とシャーピー線維の立体微細構築を研究する目的で, 成人の脛骨骨幹部を材料として, 高分解能の走査電子顕微鏡で観察した.骨表層基質を観察する試料は, 外骨膜を剥離して1%トリプシン溶液で表層を被覆する骨芽細胞と非コラーゲン性の有機性基質を除去した.剥離した外骨膜は1%トリプシン溶液で外骨膜の細胞層を除去して外骨膜のシャーピー線維を観察した.緻密骨内の基質線維とシャーピー線維を観察する試料は, 緻密骨とシャーピー線維をダイヤモンドディスクで切断または凍結割断した後に緻密骨を10%EDTAで脱灰した.緻密骨の表層基質の大部分は疎な網状のコラーゲン細線維で形成されており, その深層には骨の長軸方向に走向する束状のコラーゲン細線維が観察された.表層基質はきわめて密なコラーゲン細線維網で形成された部分や骨の長軸方向に走行するコラーゲン細線維束のみで形成された部分も認められた.表層基質は約1.5μmの未石灰化のコラーゲン細線維の層で形成されていた.骨の外基礎層板を構成する基質線維は層状に配列し, 層板を構成するコラーゲン細線維束は隣接する層板のものとほぼ直交する方向に配列されていた.層板を構成するコラーゲン細線維は束状を呈しており, 細線維の密な部分と疎な部分とが観察された.外骨膜の内面にはシャーピー線維が認められた.シャーピー線維は直径が3～7μmを呈しており.密に分布している部分と疎な部分とが認められた.コラーゲン細線維の束で構成されているシャーピー線維は骨表層基質を構成するコラーゲン細線維束の間隙に侵入していた.シャーピー線維束の直径は約3μmを呈しているものが数多く認められたが, 表層の基質線維東間のきわめて狭窄した間隙に侵入するシャーピー線維も認められた.緻密骨の表層部ではシャーピー線維はラセン状を呈するものも認められたが, 骨基質内ではコラーゲン細線維がきわめて密に収束していて直線的に走行していた.シャーピー線維の骨基質内での尖端部ではコラーゲン細線維が分散しており, 基質線維の間隙に侵入していた.緻密骨の石灰化基質中には石灰化していないシャーピー線維が認められた.

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