Development of an Optimal Design Method for Clinically Applicable Tissue-Engineered Heart Valve Grafts Based on In Vitro Analysis

• Project/Area Number: 25K21543
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
• Research Institution: Asahikawa Medical College
• Principal Investigator: 寺澤 武 旭川医科大学, 医学部, 講師 (20815401)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2028: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000); Fiscal Year 2027: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2026: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2025: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: 人工心臓弁 / 組織工学 / 心臓弁膜症 / 流体・構造解析 / 生体材料

Outline of Research at the Start

本研究では、経カテーテル的に留置可能な自己組織心臓弁グラフトの実現を目指し、in vitroでの流体・構造解析を通じて、弁形状とステントの最適設計手法を確立する。弁設計変数と実機および計算機評価値を基に、機械学習を用いて因果モデルを構築し、効果的で効率的な設計手法を開発する。さらに、移植後の再生過程を考慮し、弁の組織強度、血行動態、グラフトのカテーテル輸送時の血管追従性を全て満たすグラフト形状と構造を解明し、臨床応用に向けた基盤を構築する。