エラスティックな生分解性材料による小口径の人工血管の開発

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14704077
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 古川 克子 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (90343144)
• Keywords: 人工血管

Research Abstract

近年,血管系の疾患は癌についで重大な死因となっている.これらの疾患の治療方法として血管内径が4mm以下の小口径の人工血管の開発が期待されているが,未だ実用化に至っていない.これまでの人工物のみを用いた人工血管は,血栓が形成されやすい問題があった.そこで,生体内で分解する生分解性のプラスチックと細胞から構成される人工血管の開発が進められている.既に報告されている生分解生の材料は弾性変形閾が狭く,簡単に塑性変形するものであったが,光重合性のカプロラクトンとポリ乳酸の共重合体はゴムのような弾性変形するポリマーであることが本プロジェクトでわかった.光重合させる前のマクロモノマーの分子量を変えることによって材料のヤング率と破断強度を調整できることがわかった.さらに同じマクロモノマーの分子量でカプロクトンとポリ乳酸の共重合体比をかえることによってヤング率に依存することなく,ポリマーの破断強度を制御できることがわかった.このポリマーを用いて人工血管を作製するために,塩を用いて3次元スポンジの成形を行い,その力学試験を行った.その結果,塩による気孔率の増加は破断強度に顕著な減少をもたらすことがわかった.特に,分子量が小さいポリマーほど塩の混入による破断強度の低下が著しい傾向が得られた.これらのポリマーの力学的なデータをもとに次年度は細胞を播種した血管を作製し,スポンジ状3次元担体と細胞から構成される人工血管の力学的な性質を詳細に解析する予定である.

Research Products

• [Publications] Katsuko S Furukawa, Takashi Ushida, Kenshi TOITA, Yasuyuki Skai, Tetsuya Tateish: "Rapid and large scale formation of chondrocyte aggregates by rotational culture."Cell Transplantation. 12. 475-479 (2003)
• [Publications] Katsuko S Furukawa, Takashi Ushida, Takuya Noguchi, Tamotsu Tamaki, Tetsuya Tateishi: "Development of cone and plate-type rheometer for quantitative analysis of endothelial cell detachment by shear stress."The International Journal of Artificial Organs. 26・5. 436-441 (2003)
• [Publications] Hideyuki SUENAGA, Katsuko S FURUKAWA, Takashi USHIDA, Tsuyoshi TAKATO, Tetsuya TATEISHI: "Formation of normal bone marrow stromal cell aggregates by rotation culture"Materials Science & Engineering C. (In press). (2004)
• [Publications] Shogo MIYATA, Katsuko S FURUKAWA, Takashi USHIDA, Yasuo NITTA, Tetsuya TATEISHI: "Static and dynamic mechanical property of extracellular matrix synthesized by cultured chondrocytes"Materials Science & Engineering C. (In press). (2004)
• [Publications] Eric Leclerc, Fusae Miyata, Katsuko S Furukawa, Takashi Ushida, Yasuyuki Sakai, Teruo Fujii: "Effect on liver cells of stepwise microstructures fabricated in a photosensitive biodegradable polymer by lithography"Materials Science & Engineering C. (In press). (2004)
• [Publications] Katsuko S Furukawa, Shunsuke Miyauchi, Daisuke Suzuki, Yoshikazu Umezu, Tsuneo Shinjo, Takashi Ushida, Hitoshi Suzuki, Tetsuya Tateishi: "Bone tissue engineering based on bead-cell sheets composed of calcium phosphate beads and bone marrow cells."Materials Science & Engineering C. (In press). (2004)
• [Publications] Katsuko S Furukawa, Shunsuke Miyauchi, Daisuke Suzuki, Yoshikazu Umezu, Tsuneo Shinjo, Takashi Ushida, Hitoshi Suzuki, Tetsuya Tateishi: "Bone tissue engineering based on bead-cell sheets composed of calcium phosphate beads and bone marrow cells."Materials Science & Engineering C. (In press). (2004)
• [Publications] 古川克子, 牛田多加志, 末永英之, 酒井康行, 立石哲也: "軟骨再生のための旋回培養による3次元凝集塊の大量形成"日本臨床バイオメカニクス学会誌. 24. 39-44 (2003)
• [Publications] Y.Skai, M.Otsuka, J.Kozasa, F.Miyata, K.S.Furukawa, A.Yamashita: "Ultra-violet-irradiation-based photofabrication that simultaneously produces a macroporous structure and flow channels using a photo-reactive biodegradable polymer and a gas-forming azoamide compound"Biochm.Eng.J.. (In press). (2004)
• [Publications] E.Leclerc, K.S.Furukawa, F.Miyata, Y.Sakai, T.Ushida, T.Fujii: "Fabrication of microstructures in photosensitive biodegradable polymers for tissue engineering applications"Biomaterials. (In press). (2004)
• [Publications] 牛田多加志, 古川克子分担執筆: "第3章 再生医療のキーテクノロジー技術編6 「三次元培養」(立石哲也編)"図解再生医療工学(In press). (2004)