2021 Fiscal Year Final Research Report

Development of self-growth biotube for large blood vessel reconstruction by stereolithography and in-body tissue architecture

Research Project

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Project/Area Number	19H03741
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 55030:Cardiovascular surgery-related
Research Institution	Oita University
Principal Investigator	Miyamoto Shinji 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) 岡本啓太郎大分大学, 医学部, 病院特任助教 (50723524)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	再生医療 / 先天性心疾患 / 大血管 / 生体材料 / 心臓血管外科 / 異種移植
Outline of Final Research Achievements	We tried to prove that the autologous biomaterial membrane ( biotube) created by In－body tissue architecture has excellent biocompatibility, durability, and growth potential. The autologous pericardium after ascending replacement did not change the diameter, and severe calcification occurred. On the other hand, in the biotube, growth of the outer diameter of about 20% was observed even if it did not reach the growth of the autologous aorta, and histologically, no calcification occurred and smooth muscle cells existed in the tube over the entire length. The luminal surface of the blood vessel was covered with a layer of CD31-positive endothelial cells, and the native structure of the biotube had totally disappeared. Although rejection did not occur in the heterologous replacement, the αSMA-positive cell infiltration which was seen in the biotube did not occur, and self-organization did not proceed.
Free Research Field	心臓血管外科学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	心臓血管外科領域で用いられていた自己心膜は石灰化を起こし、また成長性はなく、成長によりサイズミスマッチが起こっていた。生体内組織合成によって作成されたバイオチューブは石灰化を生じず、かつ軽度ではあるが成長も見られた。組織学的には弾性線維の出現、内皮による血管内面の被服など自己血管化がすすんでおり、また圧ストレスのかかる大血管にもちいても破綻することない強度も示され長期的に自己血管として体内で機能する可能性が高いことが示された。さらに長期のデータが蓄積される必要はあるが、この研究により、ことに小児心臓外科において大動脈系への移植・補填材料としてバイオチューブの臨牀使用に一歩近づいたといえる。