心血管系組織再生を目指した生体内バイオリアクターの開発

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18659398
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 川本 俊輔 東北大学, 大学院医学系研究科, 助手 (20400244)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田林 晄一 東北大学, 大学院医学系研究科, 教授 (90142942) ; 本吉 直孝 東北大学, 大学病院, 医員 (40375093)
• Keywords: 再生医学 / バイオリアクター / 循環器・高血圧

Research Abstract

今年度は、刺激システムの最適化を行うために、小口径(径100および150マイクロメータ)のバイオメタルファイバーをトキ・コーポレーション株式会社より購入し、心臓用体外式ペースメーカーを用いて通電実験を行った。疑似素材として伸縮性のあるダクロン人工血管の小片にバイオメタルファイバー6本(長さ3〜4cm)を縫着し、5〜10Vの電圧で72回/分のペースで通電したが、期待したような伸縮が得られなかった。ペースメーカーの刺激条件を様々に変更して検討したが、十分な伸縮が得られなかった。9Vのアルカリ電池で直接通電すると、バイオメタルファイバーの収縮に伴い人工血管片も引き延ばされた。バイオメタルファイバーは通電により発熱し、温度上昇により形状を変えるメカニズムであるため、電流量(エネルギー量)が不足している可能性が考えられた。心臓用体外式ペースメーカーでは刺激電圧は十分であるが、パルス幅(刺激時間/通電時間)が最大でも2msecと非常に短く、刺激:電流はスパイク状に瞬間的にしか通電されず、十分な温度変化が起きていないと判断した。
そこで、十分なパルス幅をもって通電できるように、刺激装置を自作した。通電時間を0.5〜15秒に可変できる刺激装置を使用したところ、通電時間最短0.5秒、電圧最小1.5V、弛緩時間0.5秒という条件での反復刺激で、疑似素材として使用したダクロン人工血管の伸縮が得られた。ファイバー自体の加熱も許容範囲内で、今後生体組織上で条件の最適化を行う予定である。