| Project/Area Number |
23K20325
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| Project/Area Number (Other) |
20H03767 (2020-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2020-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 55030:Cardiovascular surgery-related
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| Research Institution | Kyoto Prefectural University of Medicine |
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Principal Investigator |
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)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小田 晋一郎 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (50529873)
権代 竜郎 京都府立医科大学, 医学部附属病院, 専攻医 (00970906)
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)
川尻 英長 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40515235)
坂井 修 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任助教 (10298432)
渡辺 太治 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任助教 (20448723)
井上 知也 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任講師 (50405289)
山岸 正明 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任教授 (40182422)
夜久 均 京都府立医科大学, その他部局等, 学長 (50295648)
田地川 勉 関西大学, システム理工学部, 准教授 (80351500)
五條 理志 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90316745)
上 大介 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (80415588)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
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| Keywords | 生体内組織工学 / 自家移植 / 同種移植（親子間移植） / 異種移植 / 臨床応用の拡大 / 同種移植 / 脱細胞化処理 / 臨床応用拡大 / 生体内組織工学代用血管 |
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| Outline of Research at the Start |
これまで我々は十数年に及び、生体が持つ治癒力を利用して患者自身の体内で自家細胞とマトリックス成分（主に線維芽細胞とコラーゲン線維）のみからなる移植用組織を自在かつ簡便に設計・作製する生体内再生医療技術により自家結合組織代用血管を開発してきた。
本研究では、2015年から行っているヒトへの臨床応用開始後に、新たに生じてきた課題やニーズを視野に入れた多角的なアプローチで、より信頼性の高いグラフト形成を目指す。
１．化学的処理による物理的特性向上への試み、更に自家移植に加え ２．同種・異種への他家移植グラフト・保存グラフトを開発し、適応を拡大・発展させるための基盤技術開発を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体内組織工学で作製した自家移植用代用血管の信頼性向上と適応拡大を行うために、前年度に引き続き結合組織代用血管に化学処理・脱細胞化処理を加えた同種組織応用技術の開発を行った。
前年度は脱細胞化プロトコールについて界面活性剤の灌流方法を見直し、全体で約７時間の処理で十分な脱細胞化が行えることを確認したが、実際の同種移植臨床応用を想定するとさらに短時間で効率的な脱細胞化処理が望ましいと考えた。通常の生体血管と比較すると、本法で作成したグラフトは非常に粗な構造であるため、より短時間での脱細胞処理が可能と考え、別の処理方法で処理時間の短縮と簡便化を試みた。２０２２年度後半より処理効率を高めるために、従来行っていた少量の処理液をグラフト内腔に還流する方法ではなく、大量の処理液中にグラフトを浮遊させて強く振盪する方法について検討を開始している。２０２３年度もさらに条件を絞り込み、洗浄などの全ての工程を含め短縮する事ができた。
生体内組織工学代用血管をビーグル犬皮下で作成し、本法で脱細胞化処理を行ったが、結果として灌流法と同様に肉眼的にも白色半透明の柔軟な管状構造体が形成できた。さらに処理前後の組織学的評価・DNA定量による比較試験で十分な脱細胞化処理が行えていることが確認できた。また開発した物理特性計測システムを用いて、様々な検体について種々の力学的パラメータ計測を行い、脱細胞後も十分な強度が保持されていることが確認できた。この方法では特殊な還流装置が不要なため、手術室など臨床現場における様々な場所での処理が可能となり、より手技を簡便化できる可能性もあると考えられた。
さらに本処理方法で処理を行った脱細胞組織をビーグル犬頸動脈に同種移植するパイロット試験も開始した。
２０２４年度は更なる最適化を目指し、脱細胞化処理条件の開発を行いたい。また引き続き同種移植動物実験を行いたいと考えている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
順調に研究は進んでおり、徐々に成果報告も開始している。
本年度は研究成果を取りまとめ、追加実験を行った後に積極的に情報発信を行う予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
２０２２年度後半から継続している、振盪法による脱細胞化処理について、２０２４年度は更なる最適化と処理時間の短縮を目指し、脱細胞化処理条件の開発を行なう。
また引き続き同種移植動物実験を行い、研究期間中に短期～中期の結果を評価する予定である。さらに自家移植を行った臨床応用例についても引き続き経過観察を行う予定である。
①．化学処理・脱細胞処理方法の最適化（継続）： 脱細胞化法については従来から行っていた灌流法に変わって、より簡便に処理を行うために、震盪法による処理実験を開始している。今年度はさらに処理時間を最適化・短縮することを目指す。様々な条件下でＤＮＡ定量及び組織学的検査で十分な脱細胞化が実現出来ているかを確認する。十分な脱細胞と良好な物理特性を両立できる最適な処理条件を開発するために、『血管移植片についてのガイドライン(ISO7198: 2016)』に準じ試験装置を用いて計測を行っている。具体的には、１．破裂圧試験２．湿潤環境下試験の為の Water Chamber 内での血管縫合糸による糸引掛け強度試験 ３．Chamber 内の血管リング引張強度試験である。さらに外科的（縫合時）ハンドリング 評価も行う。
②．動物移植モデルの開発と組織処理へのフィードバック（継続)：昨年度に引き続き、動物移植実験モデルにおいて、縫合のハンドリング・サイズ・強度などの評価を行い、組織処理にフィードバックし、至適処理法を設計し移植モデルを完成させるシステムを構築する。本年度は組織片の総頸動脈への移植を、対照群を設定して引き続き行う。
③．動物移植実験による、自家組織と脱細胞化処理後同種組織の比較試験：自家組織を用いた対照群を用いて、動脈移植後の脱細胞処理後同種組織を評価し、同種組織が自家組織結合組織代用血管同様に機能するかどうかを比較検証する。
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