Development of urinary tract reconstruction without suturing

• Project/Area Number: 22K09456
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56030:Urology-related
• Research Institution: Kyoto Prefectural University of Medicine
• Principal Investigator: 山田 剛司 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (20453095)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤原 敦子 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (20457980) ; 井上 裕太 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (20898499) ; 内藤 泰行 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (50405312) ; 浮村 理 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (70275220)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 尿路再建 / 尿路吸収性物質 / 腎盂形成術 / ３Dプリンター

Outline of Research at the Start

本研究は、現在開発を進めている吸収性のチューブを鋳型にして、吻合する尿路同士を固定すると共に、我々が研究を進めている新規医療用接着剤を併用することで、外科的縫合手技を必要としない、 革新的な尿路再建術を開発することにある。 最終的な目標は、患者それぞれの病態(形態)に合わせた吸収性の鋳型を３Dプリンターで作成して、縫合をすることなく尿路再建を可能とする、テーラーメードな術式を確立させることである。

Outline of Annual Research Achievements

前年度の研究では、尿溶解物質であるL-乳酸/ε-カプロラクトン共重合体（LCL）と、ポリ-p-ジオキサノン（PPDO）が、実験用ウサギの膀胱内での溶解の速度、様子を検証した。結果は、PPDO,LCLともに、表面が一様に尿路結石で覆われてしまう現象が確認され、尿に暴露されるという現象を妨げる様子が確認された。さらに、丁寧 に尿路結石と物質を分離する作業をして物質の吸収された重量を計測したが重量的に有意な変化は確認されなかった。そこで今年度は、尿溶解物質の成分をかえて検証することとし、下記の物質を用意した。
物質１）ポリ-p-ジオキサノン（PPDO）、インヘレント粘度（ηinh） ： 1.5 － 1.8 (dL/g)。
物質２）ポリカプロラクトン（PCL）、重量平均分子量（Mw）：～300,000
さらに、実験動物では生体の個々の環境が違うことから、発想を変えて人工尿を用いてin vitroでの実験を行った。さらに、今後のことを見据えて、研究計画通り上記の尿溶解物質を3Dプリンターを用いて、チューブ状の鋳型を作成し、その鋳型の尿の中での溶解の速度、様子を検証した。２か月の期間、人工尿内での溶解の様子を観察するとともに、その重量の変化を計測した。２か月の期間内では、これら溶解鋳型チューブに形の崩れは観察されず、重量の有意な変化もなかった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

今年度の研究において、判明したことは、吸収性物質の吸収されるスピードがまだ遅いことである。人体では、たとえば尿管にステントを留置いた場合、ステントの表面にはカルシウムの沈着予防のコーティングがなされているとはいえ、ステント自体が異物であることから３か月以上経過すると表面に結石（カルシウム成分）の付着のリスクが生じるとされている。
今回も検証で、溶解速度がまだ遅い原因として考えられるのは、溶解物質の成分の問題だけではなく、３Dで作成したチューブの大きさや、厚さ、尿に暴露される面積、そして形状など様々な要因がある。今年度の研究も当初からこの問題には注視していたが、３Dプリンター事態の技術的な問題もあり、できる限り小さく、できるかぎり薄くチューブを指す制した結果である。今年度得られた結果は、本研究において重要な事象であると考えてり、今年度としてはおおむね順調に計画が進み、目的達成にむけて重要かつ必要な事象の抽出ができたと考えている。

Strategy for Future Research Activity

今年後の結果から判明した重要な課題は、吸収性物質の尿路内で吸収されて消滅するまでの期間を短くするように、組成を改めてみなおすこと。あわせて、チューブ状の鋳型を作る必要があり、具体的に３Dプリンターでの作成上、使用できる成分にも制限があり、合わせて検証する必要があり、本年度はその点に重点をおいて研究を進める。そのうえで、もうひとつの課題は、尿路結石の形成との取り組みと動物実験系の見直しである。動物間での結石の形成のできやすさの違いもおおいにあり得ることであり、実験系をウサギから他の動物に変更を検討する。