変形性膝関節症に対する再生医療（幹細胞治療）

人工関節置換手術の前に検討できる選択肢の一つとして、関節内に幹細胞を注射する治療があります。効果には個人差があり、すべての方に同じ結果が得られるわけではありません。

変形性膝関節症は、症状のある方で約1,000万人、潜在的な方を含めると約3,000万人が罹患していると推定されている疾患です。重症例では人工関節置換術が適応となりますが、手術の負担を避けたいというご相談を多くいただきます。このページでは、変形性膝関節症に対する自家脂肪由来間葉系幹細胞治療について、PRP療法との違い、治療の流れ、費用とリスク、そして院長自身の症例を含めてご説明します。

1.変形性膝関節症とは

変形性膝関節症とは、特に大腿部など下肢の筋力の低下や膝関節に過度の加重がかかる作業を繰り返すことが原因で、膝関節を構成する骨の変形や関節軟骨の変性が生じて、膝に痛みを生じる疾患です。骨折、靭帯損傷、半月板損傷などの外傷の後遺症として発症することもあります。また、発症リスクの一つとして体重超過が挙げられ、それが原因の変形性膝関節症は進行するとO脚変形をしばしば来します。

初期症状は、立ち上がりや歩きはじめなど動作開始時の痛みですが、症状が進行すると階段の昇降が困難になり、末期では安静時にも痛みが取れず、関節が変形して歩行困難を来します。男女比は1：4で女性に多く、高齢になるほど罹患数が増えます。症状がある変形性膝関節症の罹患数は約1,000万人、潜在的な方を含めると3,000万人が罹患していると推定されており、罹患人口の多い疾患です。

症状が軽ければ消炎鎮痛剤の内服や外用（湿布、ゲル剤）治療、ヒアルロン酸の関節注射、もしくは大腿四頭筋の強化訓練や、関節可動域の改善訓練などで管理可能ですが、重症例、難治例は関節鏡手術、高位脛骨骨切り手術、人工関節置換術が適応となります。

最終的な治療手段と考えられる人工関節置換手術は、退院時にも痛みが残り、痛みは3か月以上続き、その後も患部に焼けるような痛みや灼熱感が残ることがあります。10〜20％の方は疼痛の残存期間が長期間になります。変形性膝関節症は、重症化して体に負担がかかる侵襲的手術を受けなくて済むように心がけることが大切です。日常的に筋力強化やストレッチングなどの運動療法に取り組むことが、変形性膝関節症の悪化の予防に役立ちます。

2.人工関節置換手術を回避するための再生医療に期待

重症の変形性膝関節症に対して適応となる人工関節置換手術は、入院の下で全身麻酔を必要とし手術後のリハビリの負担も大きく、治療後もしばらく痛みを伴うことが多いことから、手術適応の患者さんからどうにか手術を回避できないかと相談を受けることがしばしばあります。

本来は、重症化しないように食事療法や運動療法により適正体重の維持や筋力増強を図ることが大切なのですが、いったん重症化してしまうと手術に頼らざるを得ないというのが実情です。しかし、最近は、そのような手術適応例に対して、組織修復力を持つ再生医療の治療効果が期待されています。当初は血液中の血小板という細胞、昨今では骨髄や脂肪の中に含まれる間葉系幹細胞（mesenchymal stem cell: MSC）を用いた、体に大きな負担をかけずに変形性膝関節症の症状を緩和する医療技術が注目されています。治療法は、これらの細胞をヒアルロン酸注射と同様に患部の関節内に注射するもので、大きな麻酔も入院も不要です。

仮に重症化する前にこのような低侵襲治療が開始できれば、人工関節置換手術を受けざるを得ない重症化を防ぐことが可能になるかもしれません。また、重症化した場合でも、再生医療により負担の大きな手術を回避できる可能性もあります。

3.すでに提供されている再生医療

プロ野球選手が肘の靭帯損傷に対して多血小板血漿（PRP）療法を行って回復を図った例は知られていますが、これから期待される再生医療として自己間葉系幹細胞治療が挙げられます。これは、自分の脂肪組織から分離した間葉系幹細胞を増殖培養させ、5千万〜2億個程度まで増やした後、体内や患部に注射などで送り込む方法です。

当初は、脂肪ではなく骨髄から分離された間葉系幹細胞がしばしば応用されていましたが、脂肪由来の間葉系幹細胞の方が分離しやすいことがわかっており、昨今では脂肪由来の間葉系幹細胞が注目されています。

※ 投与する細胞数には個人差があります。当院は投与細胞数を保証せず、基準の範囲で得られた数をそのままお伝えしています（なぜ投与する幹細胞の数は人によって違うのか）。

4.PRP治療と間葉系幹細胞治療の違い

PRPは血液中の血小板を高密度にした血漿で、血小板に関連する成長因子や血漿由来のフィブリノーゲンなどを含んでいます。組織の修復には特に成長因子が有効であると考えられています。一方、間葉系幹細胞は、それぞれの環境に応じて様々な組織や細胞に分化できる細胞です。この分化能をもつ幹細胞は、組織や臓器を構成するのに必要な細胞に変化して損傷した組織を修復するとされています。

どちらが優れているというものではなく、目的や病態によって適した方法が異なります。当院ではPRP療法は行っておらず、自家脂肪由来間葉系幹細胞治療を提供しています。

5.間葉系幹細胞治療とは

身体の中には組織の修復効果を持つさまざまな幹細胞が存在しており、中でも骨髄や脂肪の中に潜む間葉系幹細胞は再生医療の素材として注目されています。特に脂肪由来の間葉系幹細胞は骨髄由来のものに比べて以下の点が報告されており、研究や治療に広く用いられるようになっています。

• 幹細胞を抽出できる脂肪組織は、骨髄に比較して容易にかつ低侵襲に採取できる
• 脂肪由来間葉系幹細胞は骨髄由来と同様の脂肪・骨・軟骨への分化能に加えて骨髄由来にはない筋分化能も持つことが示されている
• 脂肪由来間葉系幹細胞は、細胞形態や分化能は骨髄由来と差異はないが、増殖能が高く、増殖に伴う老化の影響や骨分化能の低下が少ない

体内から取り出した少量の脂肪から間葉系幹細胞を分離し、管理された環境下で培養したものを、体内（患部）に注射や点滴で送達する治療法を、脂肪由来間葉系幹細胞治療もしくは幹細胞移植と呼びます。変形性膝関節症に対しては、国内外で臨床研究・臨床応用が進められています。

6.想定される作用機序

脂肪由来の間葉系幹細胞は、変形性膝関節症や慢性疼痛に対して、以下の作用により治療効果を発揮することが報告されています。

1. TGF-β、IL-1βなどの炎症性サイトカインを調節し、抗炎症性サイトカインであるIL-10を分泌する
2. 血管新生、シナプス産生、神経膠形成、神経発生などの能力をもっているため、疼痛受容体の修復や調節が可能とされる
3. 変性した軟骨、靭帯、筋肉の再生のために分化する

※ これらは研究において示唆されている機序であり、当院の治療効果を示すものではありません。疾患領域ごとの機序の整理は治療の妥当性と作用機序をご覧ください。

7.治療の流れ・費用・リスク

1. 脂肪採取腹部や膝裏など、3mm程度の切開により米粒大数粒の脂肪を切除します（局所麻酔で外来処置）。
2. 間葉系幹細胞の分離・培養切除した脂肪組織から間葉系幹細胞を分離し、院内の細胞培養加工施設（CPC）で増殖培養します。継代3〜5回以内・培養3〜4週間以内を基準としています。
3. 間葉系幹細胞の投与基準の範囲で得られた幹細胞を、症状のある膝関節内への直接注射や点滴により体内へ送達します。
4. 経過観察1・3・6・12か月を目安に、経過を確認します。

治療費用

自家血清培養法：165万円（税込）／無血清培養法：220万円（税込）（脂肪採取＋細胞培養＋投与）

• 再生医療は保険適用外のため、自費診療となります。
• 費用は治療内容（培養法・投与方法・投与回数等）により異なります。
• 投与経路の変更や併用による追加費用はありません。

治療のリスク

• 採血時：穿刺部疼痛、皮下出血、神経障害
• 脂肪採取時：疼痛、感染、皮下出血、硬結、色素沈着
• 培養時：培養遅延、汚染
• 投与時：注射部痛、灼熱感、発熱、悪心、呼吸症状（血栓塞栓症）
• 関節内投与後：一時的に疼痛が増強する場合がある
• 治療後：症状回復遅延、治療効果不足

8.慢性疼痛に対する間葉系幹細胞治療の適応

間葉系幹細胞治療は慢性疼痛に悩まれる方に対して治療効果が期待されますが、治療適応は以下の1〜3になります。

1. 膝、腰、肩、首などの関節に慢性疼痛を有する
2. 慢性疼痛に関する他の標準治療法で満足できる疼痛緩和効果が認められない
3. 副作用や治療負担が大きいため薬物や理学療法などを希望しない

9.変形性膝関節症に対する間葉系幹細胞治療の適応

変形性膝関節症に対する治療適応は、X線・CT・MRI・超音波検査などで関節の変形が確認され、以下1〜15の症状がある場合です。

1. 関節を使うと痛みが出る
2. 体を一定時間動かさずに休めていると関節が固くなる
3. 湿っぽい天気の日に痛みが強くなる
4. 痛みが持続している、あるいは再発する
5. 運動中や運動後に関節が痛む
6. 思いどおりに動かせなくなった
7. 薬や杖を使用するだけでは痛みを十分に和らげることができない
8. 痛みのためによく眠れない
9. 関節の動きが悪くなっている、あるいは曲げられる角度が小さくなったように感じる
10. 関節が固くなっている、あるいは腫れている
11. 歩いたり階段を上ったりするのが困難になった
12. 椅子に座る、椅子から立つ、浴槽に入る、浴槽から出るなどの動作が困難になった
13. 朝に関節がこわばり、その内に治まる
14. 関節がきしむような感じがする
15. 過去に膝の前十字靱帯に外傷を負ったことがある

適応の可否は、画像検査と診察のうえで個別に判断します。上記に該当する場合でも、治療をお勧めしないことがあります。

10.実際の症例

変形した左膝関節のMRI（左：治療前 2018年11月28日撮影／右：治療後 2019年10月2日撮影）。過去の手術で注入したハイドロキシアパタイトが脛骨の部分に不規則に映っています。

治療前の状況

20代にアメリカンフットボールで試合中に左膝頭部にタックルを受け、左脛骨（膝から足首までの骨）が縦に割れる骨折を経験。膝関節面も破砕しました。割れた脛骨を装具固定し、関節が損壊した部分をハイドロキシアパタイトで補修する手術を受けました。手術経過が順調であっても、怪我の後遺症で将来変形性膝関節症が発症すると治療担当医から言われていましたが、40歳を超える頃から左膝関節の不安感を自覚し、時々痛みを感じることがありました。50歳を超えMRI検査を受けたところ、膝関節の損傷、変形が指摘され、変形性膝関節症を来していることがわかりました。筋肉トレーニングを行っても日常的に痛みがあり、ランニングやジャンプ、スクワットができない状況でした。

治療方針

慢性疼痛に対する再生医療を実施することとしました。腹部から脂肪を採取し、院内の細胞培養加工施設（CPC）で増殖培養した間葉系幹細胞を、左膝関節内への注射および点滴により投与しました。

治療経過

投与した直後、しばらく膝関節周囲に灼熱感がありましたが、他に症状はありませんでした。治療後1〜2週間で膝の動揺が消失し、左片脚のスクワットが可能となりました。2回目投与の約2か月後の5月には、疼痛はほぼ消失しました。

画像所見と経過の評価

MRI検査（治療前2018年11月28日撮影、治療後2019年10月2日撮影）では、画像上の明らかな改善は認められませんでした。一方、自覚症状としての疼痛は軽減し、治療前にできなかったランニングや片脚でのジャンプが可能となりました。

11.出典

1. 日本整形外科学会「変形性膝関節症」
2. Stem-cell therapy and platelet-rich plasma in regenerative medicines: A review on pros and cons of the technologies
3. Stem cells and platelet-rich plasma for knee osteoarthritis: usage by board-certified surgeons
4. Abo Y. Real-world safety profile of repeated outpatient autologous adipose-derived mesenchymal stromal cell therapy. Stem Cell Res Ther. 2026（採択・早期公開版）. doi:10.1186/s13287-026-05213-z

12.本ページで扱う自由診療について（限定解除事項）

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