Development of heterologous airway surgical material using non-antigenic porcine tracheal extracellular matrix

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K08786
• Research Institution: Kagawa University
• Principal Investigator: 呉 哲彦 香川大学, 医学部附属病院, 講師 (50313656)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 張 性洙 香川大学, 医学部, 助教 (00419508) ; 藤原 敦史 香川大学, 医学部附属病院, 助教 (00748642) ; 横田 直哉 香川大学, 医学部附属病院, 助教 (10636492) ; 松浦 奈都美 香川大学, 医学部附属病院, 助教 (20572853) [Withdrawn] ; 横見瀬 裕保 香川大学, 医学部, 教授 (80231728)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 気管移植 / 異種移植 / 細胞外マトリックス / 気管ステント

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目標は気管、気管支レベルでの気道欠損において欠損部または過切除範囲を補填しこれを可能にする医療材料の開発である。ブタ気管細胞外マトリックス（ECM)が抗原性を有さずかつ臨床応用の可能性があることに注目し、平成24年度の科研研究を通して、ECMパッチが気道修復材料として使用可能だと示した。実臨床においては管状構造としての材料が必要とされる場面は多いため、本研究では管状ECMが臨床で応用可能か、かつECMの上皮化の促進が図れるのかについてである。Detergent enzyme method(Conconi MT, et al. Transpl Int 2005) により管状ECM(2.5cm)を作製し、イヌ気管を長さ4cmに管状切除し、ECMを移植する。コントロール群2匹はこのまま閉創し、6匹には剛性補強、および内腔狭小化を防ぐためにシリコンチューブを内腔へ留置した。
コントロール群における2匹は術後1週間程度でECMの狭窄により突然死した。シリコンチューブを留置した群は特に経過は問題なかった。ただしシリコンチューブが自然喀出した1匹はコントロール群と同様に突然死した。
術後3カ月、6カ月、12カ月の時点でそれぞれ犠牲死させ、観察したところECMは移植時のような剛性を認めず、膜状の構造物へ変性していた。内腔に留置、固定しておいたシリコンチューブがなければいずれも気道閉塞に至っていたと考えられた。
以上より、管状ECMの剛性については解決していない。そこで追加実験を行うことにした。ECMを管状構造物として移植するのではなく、パッチ状に形成し、これをイヌ気管へ移植し、剛性や上皮化について評価することとした。現在すでにイヌ3頭に対して施行しており、術後1カ月、3カ月の時点で犠牲死させ、組織学的評価を行う予定である。