2018 Fiscal Year Annual Research Report
Study on in vivo ligamentization of decellularized tissue in knee anterior cruciate ligament reconstruction using large animal models
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17H02090
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
岩崎 清隆 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20339691)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 匡史 東京女子医科大学, 医学部, 助教 (10328429)
川村 公一 早稲田大学, 理工学術院総合研究所(理工学研究所), 客員上級研究員(研究院客員教授) (00091801)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 脱細胞化生体由来組織 / 膝前十字靭帯再建 / 生体内再生 / 組織再構築 / 脱細胞化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
再建組織としてヒトで用いられている腱組織と、ヒトでは採取できない靭帯組織を用い、脱細胞化した細胞外マトリクスの構造の違いが生体内での細胞浸潤、血管新生、生体内組織再構築に及ぼす影響を検証し、生体内で靭帯組織に置き換わっていく『靭帯化』が起きるかを解明することが本研究の目的である。具体的に本年度は、研究代表者が開発した方法で脱細胞化して滅菌処理したウシ由来腱組織および靭帯組織が、負荷が作用する膝前十字靭帯の治療部位で機能し、生体内で細胞が浸潤して組織が体内で生成するかを検証するため、ヒツジを用いて膝前十字靭帯再建実験を行い、術後3ヶ月および12ヶ月における再建組織への細胞浸潤、コラーゲン線維の径、および組織の破断強度を検証した。再建組織のコラーゲン束の直径は透過型電子顕微鏡を用いて計測した。また、再建組織の破断強度は、開発して特許申請済みの大腿骨および脛骨を固定する治具を用いて引張試験を行い、破断荷重で評価した。本研究から、術後3ヶ月において脱細胞化腱組織および脱細胞化靭帯組織ともに組織全域に細胞が浸潤し、血管も新生することがわかった。また、脱細胞化腱組織および靭帯組織ともに、術後3ヶ月の組織のコラーゲン線維の直径は、再建前の組織と比較して小さくり、コラーゲン線維の密度も再建前の組織と比較して低くなる一方、術後1年での再建組織のコラーゲン線維の径は3ヶ月と比較して大きくなり、コラーゲン線維の密度は顕著に増すことが明らかとなった。また、脱細胞化腱組織と靭帯組織は、再建術後13週と比較して52週において再建組織の破断強度は高くなる傾向にあり、脱細胞化腱組織においては統計的に有意に破断強度が増した。これらの結果から、脱細胞化腱組織および靭帯組織は生体内で一時的に分解され、その後、経時的に組織が生体内で生成され組織再構築が起こる特長を有することを実証することができた。
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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
脱細胞化処理して滅菌した腱および靭帯組織について、ヒツジを用いて3ヶ月および1年の膝前十字靭帯再建実験を行い、再建した脱細胞化組織への細胞浸潤、コラーゲン線維の径、および破断強度を検証でき、順調に進んでいるといえる。本研究から、脱細胞化組織は生体内で一時的に分解され、その後、経時的に組織が生体内で生成され組織再構築が起こる特長を有することを世界に先駆けて実証することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
脱細胞化処理および滅菌処理を施したウシ腱および靭帯組織を用いて行っているヒツジ膝前十字靭帯再建実験において、3ヶ月および1年間再建時の生体内での細胞浸潤数、新生血管の数、破断強度等を多面的に分析し、生体内で靭帯組織に置き換わっていく『靭帯化』が起きるかを解明していく。
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