2017 Fiscal Year Annual Research Report
Research and development of innovative biological tissue bonding technology by laser transmission welding method using biomaterial
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15K01314
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| Research Institution | Fukuoka Dental College |
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Principal Investigator |
池田 哲夫 福岡歯科大学, 口腔歯学部, 教授 (60585701)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
赤星 朋比古 九州大学, 医学研究院, 准教授 (20336019)
中楯 龍 九州大学, 先端医療イノベーションセンター, 特任准教授 (40584470)
松田 修 九州大学, 理学研究院, 助教 (60346765) [Withdrawn]
沖 英次 九州大学, 大学病院, 助教 (70380392)
橋爪 誠 九州大学, 医学研究院, 教授 (90198664)
西村 正太郎 九州大学, 農学研究院, 准教授 (70237725)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | コラーゲン / 嵌合現象 / レーザー加熱 / 組織接合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
動脈などの組織にレーザー照射することにより、組織接合が可能なことが近年明らかにされてきたが、そのメカニズムと至適条件および器具は不明のままであった。
コラーゲン接合のメカニズムは可逆性の加熱(42-52℃）によって密に絡み合っているコラーゲン繊維が弛緩、膨化する現象が見られ、お互いに弛緩、膨化したコラーゲン組織に一定の圧を加えることによって、コラーゲン繊維同志の嵌合（嵌め合い）が起こって組織が接合されることを発見し、強固な嵌合を完成させるための至適条件は加熱温度、加圧力、接触面積そして、嵌合状態での再冷却であることを実証した。
方法)実験1：動脈およびバイオマテリアルコラーゲンを4と42℃の保存液で48時間固定した。実験2：動脈の1/2周を全層切開したウシ頸動脈に①10x10x0.3mmの未架橋バイオマテリアルコラーゲンシートで切開部を中心に被覆した後にテフロンシートで圧巻する。②半導体レーザーでコラーゲン被覆部を4秒間（40-52℃）照射する。A群: ①コラーゲンシート被覆＋②レーザー照射群、B群:①のみ、C群:②のみの3群とした。評価は、光学および電子顕微鏡でコラーゲン形状を観察し、実験2では耐圧テストも行なった。。結果)実験1：4℃ではコラーゲン線維の束は隙間なくき締まった状態であったのに対し45℃では束の弛緩と膨化が観察された。実験2：切開部の耐圧能はA群:303.6±55.2、B群:50.8±33.0、C群: 49.0±11.8(mmHg)で、A群で有意に(p<0.0001)高かった。A群光顕、電顕で2種類のコラーゲン線維がが絡み合う様子が観察出来た。考察）3本螺旋構造を基礎とするナノサイズのコラーゲン細線維の束は低温加熱によって弛緩し膨化する。弛緩し膨化したコラーゲンを重ねて圧迫することによって嵌合が生じると考えられた。
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