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2018 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

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6ヶ月以上の長期間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。本年度内での最長観察期間は43ヶ月に達した。長期間経過したバイオバルブの弁葉は結合組織一層の状態から、弾性線維な豊富な層、結合組織がさらに豊富な層ができ、自己心臓弁に近い三層構造に変化することが示された。
5)ヤギ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前後の仔ヤギ(ザーネン種)の背腹部皮下に、バイオバルブ作製用鋳型を埋入し、1ヶ月後(体重20 kg前後)取り出し、同時に左肋間開胸心膜切開後、主肺動脈を露出し、体外循環下血流遮断後切断し、断端部にバイオバルブの両端を端端吻合して移植した。
その後経バイオバルブのサイズおよび血流量をモニターし、6ヶ月以上(体重40-60 kgを目途)で犠死し、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した。最終的にバイオバルブ移植後14ヶ月後まで観察した。この間バイオバルブの導管内径は造影検査で顕著な変化は見られなかったが、ヤギの体重は26 kgから60 kgに増加し、バイオバルブ移植により仔ヤギの成長を妨げることはなかった。
以上より、バイオバルブは生きたグラフトとして生着し成人や小児の弁置換に対して機能的にも耐久性でも有望な人工弁となることが期待される。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (12 results)

All 2019 2018

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Implanted In-Body Tissue-Engineered Heart Valve Can Adapt the Histological Structure to the Environment2018

    • Author(s)
      Takewa Yoshiaki、Sumikura Hirohito、Kishimoto Satoru、Naito Noritsugu、Iizuka Kei、Akiyama Daichi、Iwai Ryosuke、Tatsumi Eisuke、Nakayama Yasuhide
    • Journal Title

      ASAIO Journal

      Volume: 64 Pages: 395~405

    • DOI

      10.1097/MAT.0000000000000769

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 循環器系治療機器の開発と製品化 ─補助循環装置と自家組織生体弁─2019

    • Author(s)
      武輪能明
    • Organizer
      第14回奈良Cardiovascular Conference
    • Invited
  • [Presentation] バイオバルブの開発と他の組織工学心臓弁との比較2019

    • Author(s)
      武輪能明
    • Organizer
      iBTA再生医療研究会 第1回iBTA再生医療研究会学術集会
    • Invited
  • [Presentation] 組織工学による自己組織心臓弁の大動物長期性能試験2019

    • Author(s)
      武輪能明
    • Organizer
      日本再生医療学会 第18回日本再生医療学会大会
  • [Presentation] Tissue-engineered autologous heart valve for cardiac regeneration therapy2019

    • Author(s)
      武輪能明
    • Organizer
      日本循環器学会 第83回日本日本循環器学会学術集会
  • [Presentation] Development of a novel autologous tissue-engineered heart valve for transcatheter implantation.2018

    • Author(s)
      Takewa Y, Nakayama Y, Iizuka K, Akiyama D, Katagiri N, Takeshita D, Tatsumi E.
    • Organizer
      International Congress of the European Society for Cardiovascular and Endovascular Surgery (67)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A NOVEL AUTOLOGOUS TISSUE-ENGINEERED HEART VALVE FOR TRANSCATHETER IMPLANTATION2018

    • Author(s)
      Takewa Y, Nakayama Y, Shimamura J, Tatsumi E.
    • Organizer
      the Scientific Sessions of the International Academy of Cardiology, 23rd World Congress on Heart Disease
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] DEVELOPMENT OF A NOVEL AUTOLOGOUS HEART VALVE2018

    • Author(s)
      Takewa Y, Nakayama Y, Shimamura J, Tatsumi E.
    • Organizer
      the Scientific Sessions of the International Academy of Cardiology, 23rd World Congress on Heart Disease
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Histological Transition of a Novel Tissue-engineered Heart Valve.2018

    • Author(s)
      Takewa Y, Nakayama Y, Shimamura J, Katagiri N, Tatsumi E.
    • Organizer
      ISACB 2018 meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Do tissue-engineered heart valves need stem cells?2018

    • Author(s)
      Takewa Y, Nakayama Y, Shimamura J, Katagiri N, Tatsumi E.
    • Organizer
      ESAO(欧州人工臓器学会)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of a Novel Tissue-engineered Heart Valve.2018

    • Author(s)
      Takewa Y, Nakayama Y, Shimamura J, Katagiri N, Tatsumi E.
    • Organizer
      Annual Conference of the Asia-Pacific Society for Artificial Organs
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 組織工学的に作製した人工弁の生体内での構造変化2018

    • 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
      日本人工臓器学会 第55回日本人工臓器学会大会

URL: 

Published: 2019-12-27  

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