バイオ３Ｄプリンターによるバイオ人工胆管技術に基づく胆道再生医療

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K23609
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 浜田 隆志 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 研究協力員 (80849498)
• Project Period (FY): 2019-08-30 – 2022-03-31
• Keywords: バイオ人工胆管 / scaffold-free / 総胆管の置換 / バイオ3Dプリンター / ブタ線維芽細胞

Outline of Annual Research Achievements

胆道手術や肝移植における胆管胆管吻合の合併症として胆道狭窄が生じうる。胆道狭窄を解決するために、これまでに生体ポリマーやscaffoldを利用したさまざまな人工胆管の研究があるが、現在までに臨床応用されているものはない。そこで、狭窄部を置換することが可能なscaffold-freeである細胞のみで構成されたバイオ人工胆管の作製を目的として本研究を行った。
家畜ブタから真皮を採取後、線維芽細胞を培養・増殖し、バイオ3Dプリンターによってブタ由来線維芽細胞のみの管腔構造体（バイオ人工胆管）を作製した。次にブタで総胆管を切離し同部位にバイオ人工胆管を同種移植し、術後2週目に全肝を含めて標本を摘出した。移植前と摘出術前に体重を測定し、術前と術後1、2週目に血液検査を行った。摘出後は透視による胆道造影やMicro-CTを用いて画像評価し、CK7、CK19、CD31の免疫染色を含む病理組織学的にも評価を行った。
血液検査では術前から術後2週目まで肝胆道系酵素の異常はなかった。摘出した標本での胆道造影では造影剤の漏れや狭窄所見を認めず、肝内胆管の拡張も認めなかった。病理組織学的検査では管腔構造体は残存し、レシピエント胆管との連続性を確認した。また、胆管上皮の連続性はCK7、CK19で確認できなかったが、CD31によりバイオ人工胆管周囲組織に血管新生を認めた。
scaffold-freeである細胞のみで構成された管腔構造体による総胆管の置換に成功した。
今後この研究がすすめば、臨床での人工胆管移植の可能性もある。

Research Products

• [Journal Article] Bile duct reconstruction using scaffold-free tubular constructs created by Bio-3D printer (2021)
  • Author(s): Takashi Hamada, Anna Nakamura, Akihiko Soyama, Yusuke Sakai, Takayuki Miyoshi, Shun Yamaguchi, Masaaki Hidaka, Takanobu Hara, Tota Kugiyama, Mitsuhisa Takatsuki, Akihide Kamiya, Koichi Nakayama, Susumu Eguchi.
  • Journal Title: Regenerative Therapy Volume: 16 Pages: 81-89
  • DOI: 10.1016/j.reth.2021.02.001
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Bile duct reconstruction using scaffold-free tubular constructs created by Bio-3D Printer (2021)
  • Author(s): Takashi Hamada, Anna Nakamura, Akihiko Soyama, Daisuke Miyamoto, Takanobu Hara, Hajime Matsushima, Takayuki Tanaka, Tomohiko Adachi, Masaaki Hidaka, Akihide Kamiya, Koichi Nakayama, and Susumu Eguchi
  • Organizer: 2nd ECTORS Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Bile duct reconstruction using scaffold-free tubular constructs created by Bio-3D printer (2021)
  • Author(s): Takashi Hamada, Akihiko Soyama, Susumu Eguchi
  • Organizer: The 5th Guangzhou-Nagasaki General Surgery Forum
• [Presentation] Bile Duct Reconstruction Using Scaffold-Free Tubular Constructs Created by Bio 3D Printer (2021)
  • Author(s): Takashi Hamada, Akihiko Soyama, Anna Nakamura, Yusuke Sakai, Takayuki Miyoshi, Shun Yamaguchi, Masaaki Hidaka, Takanobu Hara, Tota Kugiyama, Mitsuhisa Takatsuki, Akihide Kamiya, Koichi Nakayama, and Susumu Eguchi
  • Organizer: 第32回日本肝胆膵外科学会学術集会