2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of next-generation type autologous heart valve (biovalve)
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15H04940
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| Research Institution | National Cardiovascular Center Research Institute |
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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)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 心臓弁膜症 / 人工弁 / 自家組織 / 組織工学 / 再生医療 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
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。最終的にバイオチューブ移植後21ヶ月後まで観察した。この間ヤギの体重が28 kgから70 kgに増加する間にバイオチューブの血管内径は造影検査で4.4 mmから7.0 mmまで増大（約1.6倍）した。
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
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成ヤギ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 (Full root type)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。灌流状態を経胸壁エコー、動脈圧等で経時的に観察した。動脈圧の負荷がかかる状態でバイオバルブの性能を1-6ヶ月間継続的に評価した後犠死せしめ、バイオバルブを取り出し、組織学的に評価した。また、さらに長期の性能評価のため6ヶ月以上の観察も行った。本年度内での最長観察期間は32ヶ月に達した。終了後摘出したバイオバルブは、血栓形成や石灰化もほとんど無く弁葉構造はよく保たれていた。組織学的には4週目以降にバイオバルブの結合組織内に細胞侵入が見られ、新生血管の構築も見られた。血液接触面は内皮様の細胞で覆われていた。これらの組織は、時を経て正常弁組織に近づくような構造の変遷が見られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成29年9月、国内のヤギの需要が増え実験用動物の仔ヤギの入手が困難になり業者からの納入が遅れることが判明した。これにより仔ヤギ弁移植3以降の実験に関しては仔ヤギの納入が再開する平成29年11月まで待機する必要が生じたため、当初の実験計画よりも遅れることになり次年度にずれ込んだが、その後仔ヤギの納入も安定し、予定の実験を遂行できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成３０年度は、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、さらに5）ブタ成長モデルを用いたバイオバルブの成長性の検討を行う。具体的には、
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
成ヤギ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 (Full root type)を得る。開胸、心停止体外循環下に大動脈弁置換術を行う。灌流状態を経胸壁エコー、動脈圧等で経時的に観察する。動脈圧の負荷がかかる状態でバイオバルブの性能を1-6 ヶ月間継続的に評価した後犠死せしめ、バイオバルブを取り出し、組織学的に評価する。
５）ヤギまたはブタ成長モデルを用いたバイオバルブの成長性の検討
生後約１ヶ月、体重10 kg 前後のSPF ブタ（ヨークシャ種）の背腹部皮下に、バイオバルブ作製用鋳型を複数個埋入し、1 ヶ月後（体重20 kg 前後）取り出し、バイオバルブの長さ、弁輪径などを測定する。同時に左肋間開胸心膜切開後、肺動脈造影で左右肺動脈の径、長さを測定する。左右肺動脈を露出させ、血流遮断後切断し、断端部にバイオバルブの両端を端端吻合して移植する。その後経胸壁超音波エコー検査や血管造影で、バイオバルブのサイズおよび血流量をモニターし、６ヶ月から１年後（体重40-60 kg を目途）に犠死し、バイオバルブを摘出しサイズを測定して成長の程度を評価する。同時に細胞の埋入状態、組織の形成過程を見る。
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