生体内での速やかな血管新生を誘導する新規足場材料の開発

• Project/Area Number: 22K19605
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 56:Surgery related to the biological and sensory functions and related fields
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 岡部 圭介 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (50445350)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2024: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: 創傷治癒 / 血管新生

Outline of Research at the Start

移植後の血管新生促進するような物理的構造を持つ移植材料の開発を行う。ゲルに管腔構造を作成することによって、管腔構造を持たないゲルと比較して有意に移植後の血管新生が促進されることを見出した。本知見を足掛かりに、造形の工夫によって生着を最大限に高めるという新規のコンセプトを持った移植材料の開発に取り組む。

Outline of Annual Research Achievements

熱傷を含む外傷、悪性腫瘍の切除後、先天性色素性母斑の治療等、皮膚を含めた広範な軟部組織欠損に対する治療が必要となるケースは多い。近年の治療技術の進歩、新規治療デバイスの開発によっても、いまだ治療に難渋することが稀ではない。手術侵襲を低減しドナー部位の犠牲を最小限にするべく、各種の人工真皮や自家培養表皮を移植する治療が行われているが、移植床からの血管新生が不十分であり脱落してしまうことが多く、治療の障壁となっている。つまり、移植後に「いかにして移植床からの速やかな血管新生を誘導するか」が治療の成否を分ける鍵となっている。
申請者らは、当初血管網を含む移植材料の開発に取り組んでいたが、その過程で偶然、足場材料に管腔（チャネル）を作ると、細胞の有無によらず移植床からの血管新生が促進されるという現象を見出した。その知見をもとに、本研究ではチャネルを持つゲル素材によって軟部組織欠損を伴う組織の治癒を最適化することを目指している。
これまでの研究によって、コラーゲンとフィブリンの混合組成を1:3の割合とすること、チャネルの直径を300μmとすることなど条件検討を行ってきた。その後、免疫不全マウスを用いて、皮下埋入モデル、皮膚創傷治癒モデルで本素材の特性解析を継続している。その結果、血管新生の程度で評価すると、治癒結果にばらつきがあることが分かったが、チャネル入口部がうまく開存した状態が維持されないケースが多いことが示唆された。そこで、ゲル作成後にアセトンで固化させることで改善を図った。現在、人工真皮など他の市販材料との比較、さらには虚血モデルを用いた解析について実験を進めている。

Current Status of Research Progress

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

Reason

足場材料の素材の条件検討、既存の市販材料との比較実験等を予定通りに進めている。

Strategy for Future Research Activity

市販の人工真皮であるテルダーミス、インテグラ、ペルナックGプラスと、本研究で開発したコラーゲンゲルとを比較する実験を引き続き進める。これまでの皮下移植実験に加えて、スプリントを装着して創収縮を抑制した皮膚潰瘍モデルについても実験を行っている。総合的に皮膚欠損創に対する本材料の治療効果を評価する。