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バイオリアクター技術と生体吸収性ポリマー、自己細胞による心臓人工弁の作成

Research Project

Project/Area Number 22591553
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Thoracic surgery
Research InstitutionTokyo Women's Medical University

Principal Investigator

小沼 武司  東京女子医科大学, 医学部, 助教 (40307559)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松村 剛毅  東京女子医科大学, 医学部, 助教 (20297469)
Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2011: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2010: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords組織工学 / 再生医療 / 心臓弁 / バイオリアクター
Research Abstract

生分解性ポリマーを応用した組織工学による弁膜組織研究は,新岡らがポリマーと血管細胞の共培養複合体から,羊で肺動脈-弁を再生に成功しているが,当施設で行った「自己骨髄細胞と吸収性ポリマーを用いた再生医工学による肺動脈弁の開発と臨床応用」では、約6ヶ月の生存実験の結果,同手技では肺動脈組織の再生は困難で,移植弁膜組織は肥厚、硬化及び退縮していた.以上より生体内のみでの自己骨髄細胞,ポリマーからなる弁組織の再生は困難であり、バイオリアクターを用いた再生弁の生体内での作成を試みるのが当研究の目的である。すなわち、細胞播種した生分解性組織をバイオリアクターで生体内移植前に数週間in Vitroで培養することによって、培養細胞がポリマーの間隙を細胞と細胞外間質で満たし周囲で立体構築するとこから、物理的強度とポリマーへの細胞の固着が増強される。これにより、生分解性ポリマーが生体内吸収される時の強度低下による弁機能不全の防止と、弁機能を維持しながら弁構造構築の進行を同時にする事が可能であると考えられる。培養過程では、生体内と同環境でかつ弁組織に力学的負荷がかからない培養環境とする目的で拍動性バイオリアクターを用いるが、数週間ごとの培養組織の培養状況、強度、さらに生体移植後の弁組織を経時的に機能的、組織学的検査により評価を行い、自己組織からなる移植生体弁の生体の循環動態内での生理的変化、反応、また将来的な臨床応用の可能性を検討したい。現在の進行状況は実験動物としてビーグル犬の骨髄液を5-10ml採取し,フィコー留法にて単核球成分のみ採取して培養を行いstroma cellを誘導。生分解性ポリマー(一弁つきの肺動脈弁(10X 20mm)に細胞播種後、バイオリアクター内で約4週間、37℃の培養液による拍動流(圧、流量調整により)により培養を行っている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

バイオリアクター内での培養で自己細胞による弁組織形成において形成不全が培養経過中に発生する頻度が多く、十分な強度をもった弁組織形成過程およびポリマー成分の検討を行っています。

Strategy for Future Research Activity

鋳型となる吸収性ポリマーの種類により、加水分解による吸収速度の調整をしている。ポリマーの種類PGA,PLLAの配合比率を調整し、自己細胞増殖速度に即して消失するポリマーの改善を行っている。清潔操作を徹底し、contaminationによるdrop out数の減少に努力しています。

Report

(2 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2012 2011 2010

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] 「再生医療-幹細胞操作と工学技術からのアプローチ-」細胞を用いずに自己の血管を再生させる人工血管2011

    • Author(s)
      松村剛毅
    • Journal Title

      人工臓器

      Volume: 40(3) Pages: 236-239

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Bjork Fontan術後TCPC conversionを施行した症例の検討2012

    • Author(s)
      小沼武司
    • Organizer
      第14回日本成人先天性心疾患学会
    • Place of Presentation
      東京,聖路加
    • Year and Date
      2012-01-14
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 心不全における再生治療up to date2011

    • Author(s)
      松村剛毅
    • Organizer
      第15回日本心不全学会学術集会
    • Place of Presentation
      鹿児島
    • Year and Date
      2011-10-14
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Tissue Engineering Vasculature using Biodegradable Scaffold : Single Center Experience of In-Vitro and In-Vivo Studies2011

    • Author(s)
      松村剛毅
    • Organizer
      International Symposium on Regenerative Medicine/KIST-Wake Forest-KNUH Joint Symposium
    • Place of Presentation
      Korea
    • Year and Date
      2011-07-15
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 先天性心疾患大動脈便位における外科治療の適応と遠隔成績の検討2011

    • Author(s)
      小沼武司
    • Organizer
      第47回日本小児循環器学会総会・学術集会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2011-07-07
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 自己細胞と生体吸収性ポリマーを用いた心外導管型TCPC25例の臨床研究の遠隔成績と今後のストラテジー2011

    • Author(s)
      松村剛毅
    • Organizer
      第47回日本小児循環器学会総会・学術集会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2011-07-07
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Atriopulmonary connection modified Fontan手術の遠隔成績2010

    • Author(s)
      小沼武司
    • Organizer
      第63回日本胸部外科学会
    • Place of Presentation
      大阪国際会議場(大阪)
    • Year and Date
      2010-10-26
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 術後遠隔期での右室流出路再建術の適応と予後2010

    • Author(s)
      小沼武司
    • Organizer
      第46回日本小児循環器病学会
    • Place of Presentation
      シェラトン・グランデ・トーキョーベイ・ホテル(千葉)
    • Year and Date
      2010-07-09
    • Related Report
      2010 Annual Research Report

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Published: 2010-08-23   Modified: 2019-07-29  

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