| Project/Area Number |
23K24413
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| Project/Area Number (Other) |
22H03154 (2022-2023)
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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 (2022-2023) |
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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 | Asahikawa Medical College |
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Principal Investigator |
紙谷 寛之 旭川医科大学, 医学部, 教授 (30436836)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小山 恭平 旭川医科大学, 医学部, 講師 (00818479)
筒井 真博 旭川医科大学, 医学部, 助教 (00910267)
吉田 巧 富山県産業技術研究開発センター, その他部局等, 主任研究員 (80741751)
広藤 愛菜 旭川医科大学, 医学部, 助教 (70847516)
潮田 亮平 旭川医科大学, 医学部, 助教 (50910270)
白坂 知識 旭川医科大学, 医学部, 客員准教授 (10710577)
成田 昌彦 旭川医科大学, 医学部, 客員助教 (00934267)
菊池 悠太 旭川医科大学, 医学部, 助教 (80882711)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
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| Keywords | 小口径人工血管 / 生体吸収性 / ナノファイバー / 冠動脈バイパス術 / 組織再生 / 吸収性ナノファイバー / 完全自家血管化 |
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| Outline of Research at the Start |
冠動脈バイパス術や下肢血行再建術に使用可能な直径4㎜以下の細径人工血管の開発は、心臓血管外科学分野における長年の課題である。我々は、生体内に移植するとスキャフォルドへ自己組織が生着し長期開存が得られるような代用血管を開発するために、抗血栓作用を発揮する加工を施したナノファイバーを用いて人工血管を作成し、ラットで有効性を確認した。本研究では、人での使用に耐えうるようにナノファイバー加工の改良し、ブタ冠動脈バイパス術モデルで機能評価を行うことで、臨床での実用化を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
冠動脈バイパス術や下肢血行再建術に使用可能な直径4㎜以下の細径人工血管の開発は心臓血管外科学分野における長年の課題である。我々は、生体内に移植することでスキャフォールド内に自己組織が生着し長期開存が得られる代用血管を開発するため、生体吸収性ナノファイバー(NF)に着目した。現在までに、血小板吸着抑制作用を発揮する親水化加工NFグラフトを開発し、ラット腹部大動脈置換モデルにおいて移植後グラフト全長にわたり内皮細胞が生着することを証明し、最長8か月におよぶ長期開存性を確認した。本研究では、臨床での実用化を目的として、完全自家組織化を可能にする分解性スキャフォールドの最適化を行い、小動物モデルと中大動物モデルを用いて研究コンセプトの証明と、臨床での使用に耐えうるハンドリング性能の評価を行う。
生体内での分解性をコントロールできるように、種々の吸収性ナノファイバーについて生体内での分解挙動を経時的に定量評価した。皮下環境において、ポリカプロラクタン(PCL)は移植1年後も分解せずに残存するが、ポリグリコール酸(PGA)やポリ乳酸(PLA)は1年後には完全に分解することが示された。また、異なる素材をブレンドすることで分解性の向上が示され、皮下環境と比べ血管環境下で分解速度が向上傾向にあることが分かった。
吸収性ナノファイバーと吸収性マグネシウム合金を利用した吸収性ステントグラフトの開発にも着手した。吸収性マグネシウム骨格を持つ内径3 mmのステントグラフトをウサギ腹部下行大動脈へ移植すると、約5か月でマグネシウム骨格の明らかな強度低下が認められ、電子顕微鏡観察においてもマグネシウムの分解が観察された。吸収性ステントグラフトは、スプリングバックフォースに由来する問題を克服できる可能性があり、大動脈デバイスへも応用できると考えている。
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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
およそ計画通りに実験が進み、目的としていた実験データが収集できている。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度までに分解性を定量化したナノファイバースキャフォールドを使い、分解性の違いが自家血管様再生にどのような影響を与えるのか、病理染色や免疫染色とたんぱく質発現や遺伝子の発現解析を行い、組織再生過程の特徴を明らかにする。また、ウサギ腹部下行大動脈移植モデルを用いて、吸収性ナノファイバーグラフトと吸収性ステントグラフトが、長期的に完全自家血管化するのかどうか検討を行う。
ブタ冠動脈バイパスモデルにおいて昨年度までの予備検討から、現在使用しているナノファイバーグラフトは早期に血栓閉塞することが明らかになった。そこで、今年度はナノファイバーグラフトに、持続性のある抗血栓性機能を付加することを試みる。具体的には、ナノファイバーグラフトに、架橋剤を利用してヘパリンなどの抗血栓性機能分子を共有結合させ、in vivoにおいて抗血栓性を発揮するかどうかウサギやブタの移植モデルを用いて検討する。
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