自己組織誘導型バイオ人工臓器

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09357012
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 清水 慶彦 京都大学, 再生医科学研究所, 教授 (00027111)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 達雄 京都大学, 再生医科学研究所, 助教授 (70227908) ; 筏 義人 京都大学, 再生医科学研究所, 教授 (00025909)
• Keywords: 人工臓器 / 再生医学 / 人工血管 / 人工食道 / 人工気管 / コラーゲン / 細胞外マトリックス / 人工神経

Research Abstract

天然由来生体高分子材料であるコラーゲンは細胞外マトリックスとして、生体の分化、増殖、修復、維持に大きな役割を果たしている。このコラーゲンを用いて生体の細胞がどのような再生過程をとってゆくのかを明らかにした。このコラーゲンの足場を与えることにより自己組織や自己臓器を再生誘導するという全く新しいバイオ人工臓器を開発している。昨年に引き続き、人工食道、人工気管、人工血管、人工神経を試作して、主にイヌに埋入実験を行っている。人工食道では、イヌの胸腔内に15cm長の人工食道を入れて、2カ月間にわたりIVH管理を行い、食道組織の再生を観察した。2カ月後に埋入したコラーゲンには自己組織が入り、結合織管が形成されることが判明した。しかし、内ステント抜去後、この管は急速に収縮狭窄して、このためにイヌは死亡する。このステント抜去後の狭窄を防ぐことがこの実験の結果を向上させる鍵と思われた。人工気管では、気管壁の改良を行い、空気瘻を防ぐとともに、自己組織の再生分化を促進するコラーゲンスポンジを複合化することにより、成績の向上を目指した。この結果、気管分岐部のY型置換において、1998年秋より手術成績は飛躍的に向上した。現在、分岐部再建に成功したイヌは10頭を越えている。人工血管もこれまでのブタの頚動脈から作成したXENO人工血管をイヌの腹部大動脈に移植する実験を続けている。ブタの血管構成細胞をdetergentを除去し、ヘパリン化して抗血栓性を付与する手技を確立している。人工神経は、末梢神経をコラーゲンチューブで連結する方法を続けており、ラミニンをコーティングしたコラーゲン線維をチューブに充填して8cmの間隙を急速に再生させる実験に取り組んでいる。3カ月で機能の再生を確認しており、研究期間内に病理的な検討を行う予定である。

Research Products

• [Publications] Yoshihisa Suzuki: "Evaluation of a novel alginate geldressing:Cytotoxicity to fibroblasts in vitro and foreign body reaction inpig skin in vivo." Journal of Biomedical Materials Research. 39. 317-322 (1998)
• [Publications] Yong Ho Lee: "Mesothelial cell regeneration in purified human amnion membrane grafts implanted in dog pericardium." Tissue Engineering. 4(2). 131-141 (1998)
• [Publications] Yukinobu Takimoto: "The Experimental Replacement of a Cervical Esophageal Segment with an Artificial Prosthesis with the Use of Collagen Matrix and a Silicone Stent." The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 116. 98-106 (1998)
• [Publications] 上田寛樹: "動脈の選択的分解処理と血管壁細胞外マトリクスに関する基礎的研究" 人工臓器. 27(2). 528-533 (1998)
• [Publications] Ameriko K Kitahara: "Evaluation of collagen nerve guide in facial nerve regenaration." Journal of Artificial Organs. 1. 22-27 (1998)
• [Publications] Ameriko K Kitahara: "Facial nerve repair using collagen nerve conduit." Scandinavian Journal of Plastic and Reconstructive Surgery and Hand Surgery. (印刷中).
• [Publications] 鈴木 京子: "PGA-コラーゲン末梢神経再生チャンネルの開発-機能的評価-" 人工臓器. 27(2). 490-494 (1998)
• [Publications] Sekine Takashi: "New type of artificial trachea: Replacement of tracheobroncheal bifurcation by Y-shaped artificial trachea" ASAIO Journal. (印刷中).
• [Publications] Kazuya Matsumoto: "A novel surgical material made from collagen with tough mechanical strength-collagen sandwich membrane-." ASAIO Journal. (印刷中).
• [Publications] 中村 達雄: "人工気管" 21世紀への人工臓器. 130-137 (1998)
• [Publications] 中村 達雄: "コラーゲン加工メッシュ人工気管の開発" 外科. 61(2). 158-161 (1999)
• [Publications] Toru Tsuda: "Prevention of air leakage from lungs after srutgery using a purified collagen membrane PGA sheet." Annals of Thoracic Surgery. (印刷中).