| 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) |
2024-04-01 – 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 / 吸収性ナノファイバー / 冠動脈バイパス術 / 組織再生 / 吸収性ステントグラフト / 生体吸収性 / 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できる細径人工血管（直径4㎜以下）の開発は、心臓血管外科学の長年の課題である。我々は、生体吸収性ナノファイバー（NF）を用いて、移植後に自己組織が生着し、長期にわたり機能する代用血管の開発を行ってきた。本研究では、臨床応用を目指し、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、小動物および中大動物モデルでの研究コンセプトの証明と、臨床使用に耐えうるハンドリング性能の評価を行った。この経験を活かし、大動脈治療に利用可能な生体吸収性の骨格を持つステントグラフトの開発も進めている。
異なる分解性を示すことが知られている複数のNF（PCL：ポリカプロラクトン、PGA：ポリグリコール酸、PLA：ポリ乳酸、PCL/PLA：PCLとPLAの混合）について、生体内での分解挙動を定量的に評価する研究を2023年度から開始し、2024年度には最長1年までの観察を完了した。生体分解性とされるPCLは移植1年後も残存しており、NMR解析からは、PCLが生体内で分解が抑制されるメカニズムを示唆する結果が得られている。
小動物モデルでは長期開存が得られるNFグラフトも、ブタ冠動脈バイパスモデルでは超短期で閉塞し、実用化には強力な抗血栓性が必要であることが示唆された。そこで、NFグラフトに抗血栓性試薬を固定化する方法を確立し、ブタ冠動脈移植モデルにおいて短期開存が得られることを確認した。
吸収性NFと吸収性マグネシウム合金を用いた吸収性ステントグラフトを2023年度に開発し、ウサギ腹部下降大動脈に移植して生体内での分解性評価を開始している。最長1年まで経時的にステントの分解と組織再生を評価する予定であり、2024年度はグラフト移植と短期観察群のサンプル採取を行った。詳細なデータ解析は2025年度に実施予定である。
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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
計画した研究をおおむね予定通りに行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
NFの分解性評価と自家組織再生への影響：2024年度は、さまざまなNFグラフトの生体内分解挙動を評価し、分解速度の違いを明らかにした。2025年度は、分解性の違いが自家組織の再生速度や再生組織の構造に与える影響を、遺伝子およびタンパク質の発現解析と組織学的解析により明らかにする。
ブタ冠動脈バイパスモデルでのNFグラフトの機能評価：2024年度に確立した抗血栓性処理により、NFグラフトの中期・長期開存が得られるかを評価する。
吸収性ステントグラフトの開発：2024年度にウサギ腹部下降大動脈に移植したステントグラフトを採取し、最長1年間までのばね力の変化、ステントおよびNFグラフトの分解、自家組織再生を評価する。また、吸収性ステントグラフトをブタ大動脈に移植し、一定期間後にスプリングバックフォースの低下が得られることを証明する。さらに、ステントグラフト内挿術への応用を目指し、吸収性ステント骨格の素材を最適化し、デリバリーデバイスの作成を行う。
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