2016 Fiscal Year Annual Research Report
光造形と生体内組織形成術による生体適合性に優れる弁再建用バイオリーフレットの開発
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16H05426
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| Research Institution | Oita University |
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Principal Investigator |
宮本 伸二 大分大学, 医学部, 教授 (70253797)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
穴井 博文 大分大学, 医学部, 教授 (20291544)
中山 泰秀 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 (50250262)
岡本 啓太郎 大分大学, 医学部, 病院特任助教 (50723524) [Withdrawn]
和田 朋之 大分大学, 医学部, 准教授 (60325701)
首藤 敬史 大分大学, 医学部, 助教 (60649763)
河島 毅之 大分大学, 医学部, 病院特任助教 (20791049)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 自己心膜 / 生体内組織合成 / 大動脈弁 / 弁形成術 / 生体医療材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大動脈弁再建術に用いる材料として現在臨床で行われているグルタールアルデハイド固定をした自己心膜と比較して皮下で組織されたコラーゲンで構成されるバイオシートは自己組織化が起こり耐久性に優れることを証明することを目的に実験を行った。大型ヤギ（35から45kg)を用いて自己心膜モデルとして自己心膜を術中グルタールアルデハイド固定をし大動脈を尾崎法にて再建し、3ヶ月後安楽死させたものを3頭作成した（一昨年に一頭作成していたので合計4頭）。また同じくヤギを用いて皮下に円柱基材をヤギの皮下に植込み2ヶ月後その基材を取り出しそこに形成されているバイオシートを摘出。そのバイオシートの強度、組織像解析を行った。その二週間後同ヤギに対してバイオシートを用いて尾崎法による大動脈弁再建術を行った（計9頭）。周術期（一ヶ月以内）に不十分な心筋保護、貧血その他の要因で7頭死亡。残り生存している二頭は6ヶ月モデルとして現在4ヶ月経過しているもの１頭と3ヶ月モデルとして現在二ヶ月生存している一頭である。さらにバイオシート用円柱基材だけではなく、弁に特化したシートを作る目的の平板基材も同時に皮下に植込みその基材でできるバイオリーフレットの強度、組織像を分析した。バイオシートはその圧差に比例して強度は増し、1mmのバイオシートは自己心膜と同等の強度があることがわかった。また生成されたバイオシートの厚みは一律ではなく、それは皮下に植えられた後に基材が変形したことが原因であると判明、現在は変形しないステンレス基材を用いている。平板で作成したバイオリーフレットは円柱基材よりも強い強度を示した。バイオシートの遠隔期の組織像はまだ得られていなし。円柱基材の縁の圧迫による皮膚壊死も経験し、角のないつくりの基材を開発した。自己心膜モデル、バイオシートモデルとも術直後の大動脈弁機能は良好でほとんど狭窄、逆流は認めなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
バイオシートモデルは心停止時間も長く手術侵襲が大きいため、弁機能とは別の理由で、術中、術後早期に死亡するヤギが多かったため。ヤギは同種輸血ができず高度貧血に陥ることも成績に影響した。使用薬剤、体外循環手順、室温等再検討し、出血量も軽減させることができ徐々に生存率が上がってきた。またヤギ3頭が尿道結石による尿閉になり、各種治療にも関わらず軽快せず衰弱してしまったことも実験の遅延に影響した。
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| Strategy for Future Research Activity |
周術期管理に習熟し、基材の欠点も是正したことより、今後は長期生存モデルの生存（作成）率も高くなるものと思われる。6ヶ月モデルをそれぞれ＋2頭作成しその弁機能、形態を分析する。それとやや重なる形でバイオリーフレット用平板基材を用いた大動脈弁再建モデルも作成（3ヶ月3頭、6ヶ月3頭、12ヶ月モデル1頭）する。また臨床応用を見据えて、シートの性状確認（主に圧差計測）器具も開発する。設備としてヤギ飼育場所（部屋）が今年度拡大したことを利用して密度の濃い（多くの動物を用いた）実験計画を立ててることが可能となった。
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