新しい設計概念による力学的適合性と組織再構築性を有する小口径人工血管の基盤研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12470277
• Research Institution: KYUSHU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 松田 武久 九州大学, 大学院・医学研究院, 教授 (60142189)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤井 康雄 九州大学, 大学院・医学研究院, 助手 (90336032) ; 居石 克夫 九州大学, 大学院・医学研究院, 教授 (70108710) ; 安井 久喬 九州大学, 大学院・医学研究院, 教授 (20089923) ; 中山 泰秀 国立循環器病センター研究所, 生体工学部, 室長 (50250262)
• Keywords: 人工血管 / バイオメカニックス / マトリックス

Research Abstract

従来の人工血管は単筒式であり、プラスチック繊維を編み上げて作成するため、硬くて一心拍毎の血圧の変動に感応せず、このため吻合部における応力集中および流体力学的乱流発生より移植早期には血栓形成、長期においては吻合部での内膜肥厚による挟窄により閉塞する。本研究では、1.従来の人工血管は新しい設計思想によって同軸二筒式のコンプライアントの人工血管の設計仕様とプロトタイプを作製した。即ち低圧領域では、内筒が拡張し、内筒と外筒が接してからは両者一体となって拡張するもので、理論的には内筒、外筒各々の圧依存性の拡大性と内筒と外筒の間隙の大きさに依存する。前者は材質に加え、膜圧と多孔性に依存することを実験的に検証し力学特性の設計仕様を提出した。
2.素材はセグメント化ポリウレタン薄膜であり、エキシマ・レーザで微細孔を開孔して用いた。多孔化によって、また膜厚が小さくなると大幅に柔軟性は増大した。
3.管径ム圧依存性は生体動脈(犬頸動脈)の"J"カーブを忠実に再現した。
肥厚・多孔質化度、内外筒の直径、材質を選択することによって、移植1〜3ヶ月ではJカーブは維持されていた。内外筒の癒着は生じていなかった。
4.1ヶ年の長期における組織再構築をしらべると、6ヶ月では"J"カーブは損なわれる傾向を示したが、1年では"J"カーブが平滑筋細胞の形質転換および再分化がおこり、正常な血管壁の再生がおこり、初期の目標を達成しつつある。
5.本研究は即に第1および2報はJ. Biomedical Materials Research に掲載された。第3報は本年2月に上述の雑誌に掲載予定である。

Research Products

• [Publications] Satoru Kidoaki, Takehisa Matsuda: "Mechanistic aspects of protein/material interactions probed by atomic force microscopy"Colloids and Surfaces B : Biointerfaces. 23. 153-163 (2002)
• [Publications] Houcine Ziani-Cherif, Yusuke Abe, Kou Imachi, Takehisa Matsuda: "Visible-light-induced surface graft polymerization via camphorquinone impregnation technique"J Biomed Mater Res. 59. 386-389 (2002)
• [Publications] H.Okino, Y.Nakayama, M.Tanaka, T.Matsuda: "In situ hydrogelation of photocurable gelatin and drug release"J Biomed Mater Res. 59. 233-245 (2002)
• [Publications] Takehisa Matsuda: "Device-directic drug delivery systems"Journal of Controlled release. 78. 125-131 (2002)
• [Publications] Takehisa Matsuda, Hongbing He: "Newly Designed Compliant Hierarchic Hybrid Vascular Grafts Wrapped with a Microprocessed Elastomeric Film(I) : Fabrication Procedure and Compliance Matching"Cell Transplantation. 11. 67-74 (2002)
• [Publications] Hongbing He, Takehisa Matsuda: "Newly designed compliant hierarchic hybrid vascular graft wrapped with microprocessed elastomeric film (II) Morphogenesis and compliance change upon implantation"Cell Transplantation. 11. 75-87 (2002)