理学療法ジャーナル56巻1号

2022年01月発行

Close-up メカノセラピー—メカノバイオロジーと理学療法

物理的外力のコントロール—メカノバイオロジー・メカノセラピーと理学療法

著者： 小川令¹

所属機関： ¹日本医科大学形成外科

ページ範囲：P.79 - P.83

はじめに

　メカノバイオロジーとは，張力や浸透圧といった力学的刺激が，細胞，組織，臓器あるいは生体にどのような影響を与えるかを解析する生物物理学の研究領域である^1,2）．メカノバイオロジーの概念をもとにした医療，すなわち人体に力学的刺激を加えたり取り除いたりと，力学的環境をコントロールする医療をメカノセラピーという^2）．広義には，臓器・組織・細胞・分子レベルにおいても物理的環境をコントロールし，細胞に影響を与える医療であると言える^2）（図1）．近年では細胞に力を感じるしくみ，すなわちメカノセンサーがあることが判明しつつある^3）．一方，理学療法は運動・温熱・電気・水・光線などの物理的手段を人体に加えるフィジカルセラピーであるが，特に器具を用いた理学療法をメカノセラピーと表現することがある．

　メカノバイオロジーの概念に基づいた広義のメカノセラピーと，器具を用いた理学療法である狭義のメカノセラピーは定義が異なるが，「細胞がいかに力を感じて反応するか？」という命題，そして力学的刺激の感知機構は共通である．

　本稿では，メカノバイオロジーの現状と未来について記述する．

参考文献

1）Carter DR, et al：Mechanobiology of skeletal regeneration. Clin Orthop Relat Res 1998；355（Suppl）：S41-55

2）Huang C, et al：Mechanotherapy：revisiting physical therapy and recruiting mechanobiology for a new era in medicine. Trends Mol Med 2013；19：555-564

influx through TRPC6 accelerate wound closure in keratinocytes. J Cell Sci 2014；127：4159-4571

4）Ogawa R, et al：Keloid and hypertrophic scarring may result from a mechanoreceptor or mechanosensitive nociceptor disorder. Med Hypotheses 2008；71：493-500

5）Yuan Y, et al：Mechanobiology and mechanotherapy of adipose tissue-effect of mechanical force on fat tissue engineering. Plast Reconstr Surg Glob Open 2016；3：e578. doi：10.1097/GOX.000000000000056

6）Chin MS, et al：In vivo acceleration of skin growth using a servo-controlled stretching device. Tissue Eng Part C Methods 2010；16：397-405

7）Huang C, et al：Mechanotransduction in bone repair and regeneration. FASEB J 2010；24：3625-3632

8）Ogawa R, et al：The effect of hydrostatic pressure on 3-D chondroinduction of human adipose-derived stem cells. Tissue Eng Part A 2009；15：2937-2945

9）You JS, et al：The role of raptor in the mechanical load-induced regulation of mTOR signaling, protein synthesis, and skeletal muscle hypertrophy. FASEB J 2019；33：4021-4034