2021 Fiscal Year Research-status Report

脂肪組織由来の間質血管細胞群を用いた静脈用シルクフィブロイン人工血管の開発

Research Project

Project/Area Number	20K12643
Research Institution	Tokyo University of Agriculture and Technology
Principal Investigator	田中隆志東京農工大学, 農学部, 産学官連携研究員 (00868200)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	中澤靖元東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20456255) 朝倉哲郎東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 名誉教授 (30139208) 田中綾東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (70334480)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	間質血管細胞群 / シルクフィブロイン / 人工血管
Outline of Annual Research Achievements	人工血管は事前の準備を必要とせずに使用できるが、感染や石灰化のリスクが高く、その使用が敬遠されている。　本研究では、足場材料としてシルクフィブロイン人工血管を用い、これに間質血管細胞群を併用することで、そのリモデリング能力を向上させることが可能であるかを検討し、これまで人工血管が不適であった癌の血管再建手術への適応可な人工血管を開発する。シルクフィブロイン人工血管を作製するにあたって移植時の血液の漏出を防ぐ目的でコーティング処理が施されるが、シルクフィブロインでコーティングを行った場合に硬く分解されにくくなるという問題点があった。そこでシルクフィブロインにポリウレタンを混合させることでより柔軟なコーティング方法の開発を行った。従来のポリウレタンでは生分解性ではないため、シルクフィブロインと混合させても生体内で残存してしまうが、本研究で用いたポリウレタンは生分解性を有しており、シルクフィブロインと共に生体内で分解され、自己組織へのリモデリングを妨害することなく、高い開存性にも寄与した。このことからも生分解性のポリウレタン混合シルクフィブロインコーティングが人工血管のコーティングとして有用である可能性が示唆された。また、シルクフィブロイン人工血管の移植後の評価は主に小型動物で評価され、移植早期から中期にかけてのものが大半であった。そこで大型動物モデルである犬を用いて長期的な移植結果の評価を実施した。移植された人工血管は感染、石灰沈着およびキンクなどの副反応を示すことなく、１年後においても開存していた。また移植３ヶ月後には自己組織へのリモデリングが完了していた。このことからシルクフィブロイン人工血管が血管再建手術にも適応できる可能性が示された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason ラットおよびイヌへの人工血管の移植において、静脈に移植した際に血栓形成や内膜肥厚などによって閉塞する問題が認められた。静脈用の人工血管は現在市販されているものはなく、本研究で使用している人工血管も動脈用の人工血管の基盤をベースとしているため、静脈に最適化された基盤の開発が必要である。また、コーティングの濃度や厚みを高くすることでも人工血管に強度の付与することはできるため基盤と同様にコーティングについても検討する必要がある。また、間質血管細胞群の人工血管への埋め込み方法の開発が遅れていることから本研究課題の進捗状況についてはやや遅れているとした。
Strategy for Future Research Activity	低圧である静脈は移植後に外圧の影響を受けやすいと考えられ、本来の静脈の特性である伸縮性は繊維で作製されたシルクフィブロイン人工血管では得られないため外圧に耐えうる強度を付与させる必要がある。しかしながら、強度が強い既存の人工血管を静脈へ移植した際に内腔は確保できるものの、人工血管の内部に過剰な組織の沈着が生じ閉塞してしまった。そのため、移植後の生体内での外圧に耐える強度と生体適合性のある基盤の作製が必須である。また、その上で移植個体から得られた間質血管細胞群を人工血管に付与させる必要がある。この間質血管細胞群は基盤に付与することは難しいため、コーティングの一部として使用して静脈用人工血管に付与できるかを検討してく。これらの条件を満たしたシルクフィブロイン人工血管を生体内移植し、開存性、生体適合性およびリモデリング能力を評価していく予定である。
Causes of Carryover	学会等が中止となり旅行による経費が生じなかった。翌年度は動物実験などによる移植や動物飼育費用にあてる予定である。