光造形と生体内組織形成術による自己成長可能な大血管再建用バイオチューブの開発

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19H03741
• Research Institution: Oita University
• Principal Investigator: 宮本 伸二 大分大学, 医学部, 教授 (70253797)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西邑 隆徳 北海道大学, 農学研究院, 教授 (10237729) ; 穴井 博文 大分大学, 医学部, 教授 (20291544) ; 中山 泰秀 大分大学, 医学部, 客員研究員 (50250262) ; 岩井 良輔 岡山理科大学, フロンティア理工学研究所, 講師 (60611481) ; 首藤 敬史 大分大学, 医学部, 講師 (60649763)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 再生医療 / 大血管 / 移植 / 異種移植

Outline of Annual Research Achievements

目的：生体の皮下に光造形で作成した高分子製の鋳型を１ヵ月程度埋入させるだけで、完全に自己組織のみからなる自分用の移植用組織体が得られ再生医療技術「生体内組織形成術」（体内造形）を基盤として、それによって作成された自己生体材料（膜）が自己心膜より生体適合性、耐久性に優れることさらには成長する可能性を証明しようとした。
方法：成ヤギの皮下に鋳型を埋入し2か月後取り出しバイオチューブを生成し、それを用いて子ヤギの上行大動脈を置換した。比較対象として自己心膜をグルタールアルデハイド固定し、チューブ状にしたもので上行置換を行った。また脱細胞による移植実験としてまず豚の皮下でバイオチューブを生成し脱細胞後ヤギの頸動脈に移植した。上行置換後半年後に安楽死させ組織学的検討を行った。
結果：グルタール処理自己心膜での置換ではバイオチューブ径に変化なく、著明な石灰化が起こっていた。一方バイオチューブでは自己大動脈の成長には及ばないまでも20％ほどの外径の成長が見られた。組織学的には石灰化は全く起こっておらず平滑筋細胞は全長にわたりチューブ内に存在していた。血管内腔面には一層のCD31陽性内皮細胞で覆われていた。バイオチューブの原型はほとんど消失していた。異種頸部置換では拒絶反応は起こっていないもののバイオチューブにみられたαSMA陽性細胞浸潤も起こっておらず自己組織化はすすんでいなかった。
考察：大動脈位のバイオチューブは6か月間で破綻、瘤化しないこと、グルタールアルデハイド処理自己心膜のような石灰化を起こさないこと、若干拡大（成長？）が見られたことから大血管ことに小児領域の治療には有効であることが示唆された。異種移植では拒絶反応は抑えられるがバイオチューブの特徴の自己組織化が起こらず脱細胞方法の改善、変更を今後考える必要がある。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。