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Development of allogeneic in vivo-tissue engineered vascular graft preparation completed in the operating room without using special facilities

Research Project

Project/Area Number 20K09151
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 55030:Cardiovascular surgery-related
Research InstitutionKyoto Prefectural University of Medicine

Principal Investigator

Watanabe Taiji  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任助教 (20448723)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山南 将志  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任助教 (30438204)
井上 知也  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 客員講師 (50405289)
神田 圭一  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (60295649)
田地川 勉  関西大学, システム理工学部, 准教授 (80351500)
上 大介  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任講師 (80415588)
五條 理志  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90316745)
夜久 均  京都府立医科大学, その他部局等, 学長 (50295648)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords生体内組織工学 / 自家移植 / 同種移植 / 臨床応用の拡大 / 脱細胞化処理 / 同種移植(親子間移植) / 異種移植 / 手術室内処理 / 同日移植
Outline of Research at the Start

血管壁・心臓弁・心臓壁に対する心臓血管外科手術における再建用材料として合成線維などの人工材料や異種動物由来生体材料・同種生体材料が用いられているが、小口径血管再建、感染を伴う症例や成長期にある小児などに最も理想的な材料は自家組織である。しかし自家組織には限りがあるため、以前より我々は生体内再生医療技術を用いて患者体内で自家細胞とマトリックス成分のみから構成される 自家結合組織代用血管を開発し、2015年にヒトへの臨床応用を開始した。
本研究では手術室内の処理のみで完結できる同種移植用代用血管を作成する技術を開発する事により、適応困難であった極度のハイリスク症例への適応をめざす。

Outline of Final Research Achievements

In order to use in vivo tissue-engineered autologous connective tissue vascular grafts as allografts for extremely high-risk cases, we developed a technology to create grafts using simple processing. Chemical and decellularization treatments were applied to the grafts, and various mechanical parameters were measured. It was confirmed that the vascular grafts created subcutaneously in beagle dogs retained sufficient strength after decellularization, and good results are beeing obtained in a pilot study in which the tissue was allografted. In order to further increase processing efficiency, we also verified a method of vigorously shaking a large amount of processing solution. Since this method does not require special equipment, it could be applied in a wide range of clinical settings such as operating rooms.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

心臓血管外科手術において様々な再建用材料が用いられているが、小口径血管再建、感染を伴う症例や成長期にある小児などに最も理想的な材料は自家組織である。しかし自家組織には限りがあるため、以前より我々は生体内再生医療技術を用いて患者体内で自家細胞とマトリックス成分のみから構成される 自家結合組織代用血管を開発し、2014年にヒトへの臨床応用を開始した。本研究では手術室内の処理のみで完結できる同種移植用代用血管を作成する技術を開発する事により、適応困難であった極度のハイリスク症例へ応用できる可能性が示唆された。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 3 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Development of a Simple and Short-Term Decellularization Procedure for in vivo Tissue-Engineered Vascular Grafts.2023

    • Author(s)
      Gondai T, Yamanami M, Inoue T, Kawajiri H, Kami D, Gojo S, Oda S, Kanda K.
    • Journal Title

      Int. J. Artif. Organs.

      Volume: 46(7) Pages: 426-426

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Multiple Pulmonary Artery Plasty with Tissue-Engineered Vascular Grafts.2022

    • Author(s)
      Takashi Nagase, Masaaki Yamagishi, Yoshinobu Maeda, Satoshi Asada, Hisayuki Hongu, Eijiro Yamashita, Rie Nakai, Hitoshi Yaku
    • Journal Title

      Ann Thorac Surg

      Volume: 12

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pulmonary artery augmentation and aortic valve repair using novel tissue-engineered grafts.2022

    • Author(s)
      H Hongu, M Yamagishi, K Kanda, Y Maeda, T Inoue, H Nakatsuji and H Yaku.
    • Journal Title

      JTCVS Techniques

      Volume: 10 Feb

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      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A tissue-engineered, decellularized, connective tissue membrane for allogeneic arterial patch implantation2021

    • Author(s)
      Masashi Yamanami, Keiichi Kanda, Kazuki Morimoto, Tomoya Inoue, Taiji Watanabe, Osamu Sakai, Daisuke Kami, Satoshi Gojo, Hitoshi Yaku
    • Journal Title

      Artificial Organ

      Volume: Mar 12 2021 Issue: 4 Pages: 633-642

    • DOI

      10.1111/aor.14102

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      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effects of Short-Duration Ethanol Dehydration on Mechanical Properties of Porcine Pericardium2021

    • Author(s)
      Inoue T, Kanda K, Yamanami M, Kami D, Gojo S, Yaku H.
    • Journal Title

      Annals of Thoracic and Cardiovascular Surgery

      Volume: 27 Issue: 3 Pages: 169-175

    • DOI

      10.5761/atcs.oa.20-00133

    • NAID

      130008054430

    • ISSN
      1341-1098, 2186-1005
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Modifications of the mechanical properties of in vivo tissue-engineered vascular grafts by chemical treatments for a short duration2021

    • Author(s)
      Inoue T, Kanda K, Yamanami M, Kami D, Gojo S, Yaku H.
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: Mar 12 2021 Issue: 3 Pages: e0248346-e0248346

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0248346

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      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Histology and Mechanics of In Vivo Tissue-Engineered Vascular Graft for Children2020

    • Author(s)
      Fujita S, Yamagishi M, Kanda K, Maeda Y, Inoue T, Yamanami M, Watanabe T, Konishi E, Takeda-Miyata N, Yaku H
    • Journal Title

      Ann Thorac Surg

      Volume: Apr 28 2020 Issue: 3 Pages: 1050-1054

    • DOI

      10.1016/j.athoracsur.2020.03.069

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 同種由来結合組織膜を血管移植片として用いる試み:脱細胞処理の最適化と動物移植実験2024

    • Author(s)
      山南将志、権代竜郎、川尻英長、小田晋一郎、五條理志、神田圭一
    • Organizer
      第23回日本再生医療学会, 2024, 新潟
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of a Simple and Short-Term Decellularization Procedure for In Vivo Allogeneic Tissue-Engineered Vascular Grafts.2023

    • Author(s)
      Tatsuro Gondai, Masashi Yamanami, Tomoya Inoue, Hidetake Kawajiri, Disuke Kami, Satoshi Gojo, Shinichiro Oda, Keiichi Kanda.
    • Organizer
      49th Annual ESAO Congress, 2023, Italy.
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 振盪法による他家由来結合組織代用血管移植片の脱細胞化処理に関する基礎的検討.2023

    • Author(s)
      権代竜郎、山南将志、神田圭一、井上知也、川尻英長、渡辺太治、上大介、五條理志、夜久均.
    • Organizer
      第51回日本血管外科学会, 2023, 東京.
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 先天性心疾患の外科治療領域における再生医療の試み - 自己心膜代用素材の開発2023

    • Author(s)
      前田 吉宣,小田 晋一郎, 浅田 聡, 藤田 周平, 本宮 久之, 山下 英次郎, 中辻 拡興, 永瀬 崇, 中井 理絵, 林 孝明, 神田 圭一, 山岸 正明, 夜久 均
    • Organizer
      日本心臓血管外科学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Tissue Engineering. Improvement of the Simpler and Shorter Decellularization Procedure of In Vivo Tissue Engineered Vascular Graft Used for Allogeneic Transplantation.2022

    • Author(s)
      Tatsuro Gondai, Masashi Yamanami, Keiichi Kanda, Tomoya Inoue, Hidetake Kawajiri, Taiji Watanabe, Daisuke Kami, Satoshi Gojo, Hitoshi Yaku.
    • Organizer
      ESAO Congress. 2022 September 6-10; Austria.
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 低形成肺動脈を合併する先天性心疾患におけるIn Vivo Tissue-Engineered Vascular Graftを用いた肺動脈拡大形成術の有用性と展望2022

    • Author(s)
      前田吉宣,山岸正明,小田晋一郎,浅田聡,藤田周平,本宮久之,中辻拡興,山下英次郎,永瀬崇,中井理絵,林孝明,神田圭一,夜久均
    • Organizer
      第75回日本胸部外科学会,2022,横浜
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Tissue engineeringの基盤技術とその応用.先天性心疾患におけるIn Vivo Tissue-Engineered Vascular Graftの臨床応用2022

    • Author(s)
      小田晋一郎,前田 吉宣, 浅田 聡, 藤田 周平, 本宮 久之, 山下 英次郎, 中辻 拡興, 永瀬 崇, 中井 理絵, 林 孝明, 神田 圭一, 山岸 正明, 夜久 均
    • Organizer
      第60回日本人工臓器学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 生体吸収性素材の現状と医用への応用.生体内組織工学技術を用いて患者皮下で作製する自家結合組織血管移植片の 臨床応用拡大のための試み2022

    • Author(s)
      山南将志,神田圭一,権代竜郎,川尻英長,井上知也,渡辺太治,上大介,五條理志,前田吉宣,小田晋一郎,山岸正明,夜久均
    • Organizer
      第60回日本人工臓器学会大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 同種由来生体材料を血管移植片として用いるための脱細胞化処理方法最適化の試み2022

    • Author(s)
      権代竜郎,山南将志,神田圭一,井上知也,川尻英長,渡辺太治,上大介,五條理志,夜久均
    • Organizer
      第60回日本人工臓器学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 先天性心疾患の外科治療におけるIn Vivo Tissue-Engineered Vascular Graftの有用性2021

    • Author(s)
      中辻 拡興,山岸 正明, 前田 吉宣, 板谷 慶一, 浅田 聡, 藤田 周平, 本宮 久之, 山下 英次郎, 永瀬 崇, 神田 圭一, 夜久 均
    • Organizer
      日本小児循環器学会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ブタ心膜のエタノール処理による物性変化の検討2021

    • Author(s)
      井上知也、神田圭一、山南将志、上大介、五條理志、夜久均
    • Organizer
      第19回日本心臓血管再生治療研究会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] in vivo tissue-engineered vascular graftによる肺動脈拡大形成術の有用性2021

    • Author(s)
      前田 吉宣,山岸 正明, 板谷 慶一, 島田 勝利, 本宮 久之, 中辻 拡興, 鍋島 惇也, 永瀬 崇, 神田 圭一, 夜久 均.
    • Organizer
      第51回日本心臓血管外科学会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 新しい手術方法の開発「治療から再生へ-再生医療の進歩」 In Vivo Tissue-Engineered Vascular Graftを用いた肺動脈形成術の中期成績2020

    • Author(s)
      中辻 拡興, 山岸 正明, 前田 吉宜, 板谷 慶一, 藤田 周平, 本宮 久之, 神田 圭一, 夜久 均
    • Organizer
      日本小児循環器学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Midterm results of pulmonary artery plasty with in vivo tissue-engineered vascular grafts.2020

    • Author(s)
      Nakatsuji H, Yamagishi M, Maeda Y, Itatani K, Fujita S, Hongu H, Kanda K, Yaku H
    • Organizer
      34th EACTS Annual Meeting
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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