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Enhanced degradability of bioabsorbable small-caliber artificial vessels to promote autologous vascular regeneration

Research Project

Project/Area Number 21K20938
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0905:Surgery of the organs maintaining homeostasis and related fields
Research InstitutionAsahikawa Medical College

Principal Investigator

Masahiro Tsutsui  旭川医科大学, 医学部, 助教 (00910267)

Project Period (FY) 2021-08-30 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords生体吸収性人工血管 / ナノファイバー / 小口径人工血管 / 生体吸収性素材 / 自家血管様再生 / 分解性 / 生体分解性ポリマー / 自己組織再生
Outline of Research at the Start

冠動脈バイパス術のような細径血管の血行再建術では、臨床使用が可能な人工血管は存在しない。治療は患者自身の血管の使用に依存せざるを得ないため、安定供給可能な小口径人工血管の創出は心臓血管外科領域における最重要課題の1つである。
我々は生体分解性のポリカプロラクトン(PCL)を用いた小口径人工血管を作成したが、生体内で分解が遅い事によりグラフト機能が低下するという欠点が明らかとなった。本研究では、PCLを基本構造とした、より生体分解性の高い細径人工血管を作成して、耐久性と自家血管様の再生を向上させることができるかどうかを明らかにすることで、小口径人工血管の実用化基盤の確立を目指す。

Outline of Final Research Achievements

Although we could not reach the point of creating polycaprolactone (PCL) grafts with improved degradability, it is necessary to improve the patency of the artificial vessels in order to evaluate their degradability. In this study, we attempted to improve patency by coating the PCL grafts with polyvinyl alcohol (PVA). In vitro, PVA inhibited platelet adsorption, but caused thrombus formation under whole blood conditions. Here, we focused on the hydrophilic nature of PVA, and suggested the possibility of improving the coating function by exposing the hydrophilic coating to whole blood with the hydrophilic coating activated in advance with ultrapure water. In addition, for the purpose of long-term evaluation of degradability, a shift from the rat model to the rabbit model was examined. With the rabbit model, it was possible to evaluate relatively long-term patency and establish a long-term degradability evaluation model.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

心臓外科領域において、即時利用可能な小口径人工血管の開発は必要不可欠である一方で、現状、一般に臨床応用されている小口径人工血管は存在しない。本研究はその開発において、特に問題となりやすい人工血管のコーティングに関する知見に関して、一定の知見を得られたと考える。親水性コーティングに関しては、一度超純水に晒すことで水の膜を形成し、親水コーティングの性能を発揮する可能性を示唆したが、今後の研究で親水性コーティングのさらなる改良が必要と思われる。
また、分解性を長期的に評価する動物モデルを作成したことで、今後作成する新たなナノファイバーグラフトを長期に評価し、分解性を検証、改良することが可能と考える。

Report

(3 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2022

All Presentation (5 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Presentation] 糖尿病病態下における生体分解性小口径人工血管の機能評価2022

    • Author(s)
      筒井真博
    • Organizer
      第34回 代用臓器・再生医学研究会総会/日本バイオマテリアル学会北海道ブロック第6回研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 糖尿病ラットを用いた生体吸収性小口径人工血管の機能評価2022

    • Author(s)
      筒井真博
    • Organizer
      第74回日本胸部外科学会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Polycaprolactoneナノファイバー小口径人工血管の機能評価2022

    • Author(s)
      紙谷寛之、小山恭平、筒井真博、國岡信吾、若林尚宏、広藤愛菜、 吉田巧、成瀬大輔、竹吉大輔、甲賀大輔
    • Organizer
      第60回 日本人工臓器学会大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 分解性ナノファイバーを用いた小口径人工血管の機能評価2022

    • Author(s)
      紙谷寛之、小山恭平、國岡信吾、菊池悠太、吉田巧、成瀬大輔、筒井真博、若林尚宏、甲賀大輔
    • Organizer
      第53回 日本心臓血管外科学会学術総会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 糖尿病ラットにおけるインスリン治療が生体分解性小口径人工血管与える影響の検討2022

    • Author(s)
      筒井真博、小山恭平、菊池悠太、國岡信吾、広藤愛菜、吉田巧、 紙谷寛之
    • Organizer
      第53回 日本心臓血管外科学会学術総会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

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Published: 2021-10-22   Modified: 2024-01-30  

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