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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Development of next-generation type autologous heart valve (biovalve)

Research Project

Project/Area Number 15H04940
Research InstitutionNational Cardiovascular Center Research Institute

Principal Investigator

武輪 能明  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 室長 (20332405)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2019-03-31
Keywords心臓弁膜症 / 人工弁 / 自家組織 / 組織工学 / 再生医療
Outline of Annual Research Achievements

1)バイオバルブステントの、大動物を用いた長期性能評価
成ヤギを麻酔下、手術的にバイオバルブ作製用鋳型に金属ステントを組み込んだもの複数個皮下に埋入した。1-2ヶ月後に周囲に形成された皮下組織体と共に作製用基材を取り出し、鋳型を除去してバイオバルブステントを得た。それを用いて経カテーテル的方法(Apical approach)により、大動物(成ヤギ)の大動脈(TAVI)および肺動脈(TPVI)に移植した。その後慢性実験に移行し、動脈圧負荷状態で性能を1-6ヶ月間継続的に評価した。作製したバイオバルブステントはTAVIおよびTPVIにより留置可能であった。また、弁の機能は良好に経過し、6ヶ月以上安定して機能することが示された。組織学的には血栓や切開の所見もほとんど無く、自家細胞が、血液接触面を内皮細胞様に被覆し、内部にも徐々に侵入する所見が捉えられた。
2)開心術用人工弁の、大動物を用いた急性実験による基本性能評価
実験方法:成ヤギを麻酔下、手術的にバイオバルブ作製用鋳型を複数個皮下に埋入し、1-2ヶ月後摘出しバイオバルブ (補強リング付き)を得た。開胸、心停止体外循環下に大動脈弁置換術を行った。作製した開心術用バイオバルブは手術的に大動脈弁位に留置可能であった。実験中血行動態は安定し、弁は良好に機能した。
3)ヤギ成長モデルを用いた、バイオチューブの成長性の検討
生後約2ヶ月、体重15 kg前後の仔ヤギの頸部皮下に、バイオチューブ作製用鋳型を複数個埋入した。1ヶ月後に皮下組織体と共に作製用鋳型を取り出しトリミングしバイオチューブを得て、頸動脈を血流遮断後切断し、断端部にバイオチューブの両端を端端吻合して移植した。その後頸動脈エコーや血管造影で、バイオチューブのサイズおよび血流量をモニターしたところ、血流は良好で、血管径が経時的に増大する傾向が捉えられた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初より、平成28年度から29年度にかけて、1)バイオバルブステントの、大動物を用いた長期性能評価、2)開心術用人工弁の、大動物を用いた急性実験による基本性能評価、3)ヤギ成長モデルを用いた、バイオチューブの成長性の検討を行うこととしており、概ね目標を達成した。

Strategy for Future Research Activity

平成29年度は、28年度に引き続き3)ヤギ成長モデルを用いた、バイオチューブの成長性の検討を行うと共に、4)Full root typeの、大動物を用いた急性実験による基本性能評価および長期性能評価を行う。

  • Research Products

    (17 results)

All 2017 2016

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Development of a stent-biovalve with round-shaped leaflets: in vitro hydrodynamic evaluation for transcatheter pulmonary valve implantation (TPVI).2016

    • Author(s)
      Sumikura H, Nakayama Y, Ohnuma K, Takewa Y, Tatsumi E.
    • Journal Title

      J Artif Organs

      Volume: 19(4) Pages: 357-363

    • DOI

      10.1007/s10047-016-0909-6

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Mechanical properties of human autologous tubular connective tissues (human biotubes) obtained from patients undergoing peritoneal dialysis.2016

    • Author(s)
      Nakayama Y, Kaneko Y, Takewa Y, Okumura N.
    • Journal Title

      J Biomed Mater Res B Appl Biomater.

      Volume: 104(7) Pages: 1431-1437

    • DOI

      10.1002/jbm.b.33495

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 生体内組織形成術で作製した心臓弁の長期移植評価と生きたグラフトとしての可能性の検討2017

    • Author(s)
      武輪能明、中山泰秀、住倉博仁、飯塚 慶、秋山大地、片桐伸将、竹下大輔、妙中義之、巽 英介
    • Organizer
      第16回日本再生医療学会総会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2017-03-07 – 2017-03-09
  • [Presentation] 自家組織からなる心臓弁の 長期移植評価と組織学的検討2017

    • Author(s)
      武輪能明、中山泰秀、住倉博仁、飯塚 慶、秋山大地、片桐伸将、竹下大輔、妙中義之、巽 英介
    • Organizer
      第16回日本再生医療学会総会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2017-03-07 – 2017-03-09
  • [Presentation] Longterm Evaluation of a Novel Autologous Tissue Heart Valve.2017

    • Author(s)
      Takewa Y, Nakayama Y, Sumikura H, Iizuka K, Akiyama D, Tatsumi E.
    • Organizer
      The Heart Valve Society Scientific Meeting 2016
    • Place of Presentation
      モナコ
    • Year and Date
      2017-03-02 – 2017-03-04
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Biovalve type SC: In vivo tissue-engineered autologous 3D heart valvular tissue. Mold design, excellent mechanical properties, valvular functions and in vivo performances2017

    • Author(s)
      Nakayama Y, Takewa Y, Sumikura H, Moriwaki T, Furukoshi M, Funayama M, Tatsumi E
    • Organizer
      The Heart Valve Society Scientific Meeting 2016
    • Place of Presentation
      モナコ
    • Year and Date
      2017-03-02 – 2017-03-04
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 成長に対応可能な心臓血管外科手術用グラフトの開発2017

    • Author(s)
      武輪能明、中山泰秀、住倉博仁、飯塚 慶、秋山大地、妙中義之、巽 英介
    • Organizer
      第47回日本心臓血管外科学会学術総会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2017-02-27 – 2017-03-01
  • [Presentation] バイオバルブ心臓弁の長期移植評価と生きたグラフトとしての可能性の検討2016

    • Author(s)
      武輪能明、中山泰秀、住倉博仁、飯塚 慶、秋山大地、片桐伸将、竹下大輔、小崎智史、妙中義之、巽 英介
    • Organizer
      第54回日本人工臓器学会大会
    • Place of Presentation
      米子
    • Year and Date
      2016-11-23 – 2016-11-25
  • [Presentation] 皮下に埋植して作製した生体人工弁は次世代の代替心臓弁になり得るか?2016

    • Author(s)
      武輪能明、中山泰秀、住倉博仁、飯塚 慶、秋山大地、片桐伸将、竹下大輔、妙中義之、巽 英介
    • Organizer
      第54回日本人工臓器学会大会
    • Place of Presentation
      米子
    • Year and Date
      2016-11-23 – 2016-11-25
  • [Presentation] Long-term evaluation of a novel a autologous bioprosthetic valve as a vital graft.2016

    • Author(s)
      Takewa Y, Nakayama Y, Sumikura H, Iizuka K, Akiyama D, Kozaki S, Tatsumi E.
    • Organizer
      American Heart Association Scientific Sessions 2016
    • Place of Presentation
      ニューオリンズ
    • Year and Date
      2016-11-12 – 2016-11-16
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of various autologous bioprosthetic grafts with a unique in-body tissue engineering.2016

    • Author(s)
      Takewa Y
    • Organizer
      Annual Congress of the European Society for Artificial Organs
    • Place of Presentation
      ワルシャワ
    • Year and Date
      2016-09-14 – 2016-09-17
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Long term evaluation of a novel versatile bioprosthetic valve made by autologous tissues.2016

    • Author(s)
      Takewa Y, Nakayama Y, Sumikura H, Iizuka K, Akiyama D, Tatsumi E.
    • Organizer
      Annual Congress of the European Society for Artificial Organs
    • Place of Presentation
      ワルシャワ
    • Year and Date
      2016-09-14 – 2016-09-17
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of biotube and biovalve made of autologous tissues.2016

    • Author(s)
      Takewa Y
    • Organizer
      Annual Congress of the European Society for Artificial Organs
    • Place of Presentation
      ワルシャワ
    • Year and Date
      2016-09-14 – 2016-09-17
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] A novel autologous heart valve with growth potential.2016

    • Author(s)
      Takewa Y, Nakayama Y, Sumikura H, Naito N, Iizuka K, Kanda K, Tatsumi E.
    • Organizer
      European Society of Cardiology Congress 2016
    • Place of Presentation
      ローマ
    • Year and Date
      2016-08-27 – 2016-08-31
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A novel autologous heart valve with in-body tissue engineering.2016

    • Author(s)
      Takewa Y, Nakayama Y, Sumikura H, Iizuka K, Akiyama D, Taenaka Y, Tatsumi E.
    • Organizer
      Annual Conference of the Asia-Pacific Society for Artificial Organs.
    • Place of Presentation
      天津
    • Year and Date
      2016-08-27 – 2016-08-27
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A feasibility study of a novel autologous heart valve.2016

    • Author(s)
      Takewa Y, Nakayama Y, Sumikura H, Naito, Tatsumi E.
    • Organizer
      Annual Conference of American Society for Artificial Internal Organs (ASAIO)
    • Place of Presentation
      サンフランシスコ
    • Year and Date
      2016-06-15 – 2016-06-18
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of a novel autologous bioprosthesis2016

    • Author(s)
      Takewa Y, Nakayama Y, Sumikura H, Naito, Tatsumi E.
    • Organizer
      International Congress of the European Society for Cardiovascular and Endovascular Surgery (65)
    • Place of Presentation
      ベオグラード
    • Year and Date
      2016-04-21 – 2016-04-24
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-01-16  

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