生体吸収性ポリマーガラス化薄膜による細胞選択的接着性小口径人工血管の開発

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K22975
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 中田 俊介 名古屋大学, 医学部附属病院, 病院助教 (50876183)
• Project Period (FY): 2020-09-11 – 2022-03-31
• Keywords: カルボキシルメチルセルロース / 生体吸収性 / 人工血管 / ガラス化 / コラーゲン

Outline of Annual Research Achievements

現在臨床で用いられる中口径(内径6-8mm)ないし大口径(内径10mm以上)の人工血管は、安定した臨床成績を有している。その一方で、内径4-5mm以下の小口径人工血管は満足できるものがない。小口径人工血管の開発において、自家血管に匹敵する優れた開存性を有することが求められるが、異物反応や血栓形成、それらに伴う新生内膜肥厚による狭窄や閉塞、吻合部のコンプライアンスミスマッチなどの問題から、バイパスグラフトに使用可能な小口径人工血管は存在しない。従って、自家血管に匹敵する優れた開存性を有する小口径人工血管の開発が求められる。研究代表者らは、ゲルのガラス化技術を応用し、コラーゲン(COL)に生体吸収性カルボキシルメチルセルロース(CMC)を組み合わせ、さらに内皮細胞選択的接着ペプチドを付与した「Vitrigel functionalized with C-Triad (CMC, Collagen, Cell-selective peptide); ViCTri」を独自設計し、小口径人工血管の基盤材料となる研究・開発を行ってきた。本研究では、ViCTriを小口径人工血管として機能させるため、力学的特性や表面構造加工等の最適化を図り、動物実験でその有用性を評価することを目的とする。
ガラス化技術を用いてCOL層上にCMCを積層しCMC-COLフィルムを作成した。CMCは低細胞接着性を示すが、COLは高非特異的細胞接着性を示す。特定の細胞集団のみをCMC-COLフィルムに接着させるために、CMCの濃度と厚みを可変して細胞接着性の変化を調べた。CMCの濃度および厚みに依存して非特異的細胞の接着性が低下した。力学的強度は、COLの層を厚くすることでブタ生体血管よりも強い力学的強度を示した。また、フィルムはPBSですぐに再水和し、5時間保湿していた。加えて、CMC-COLはCMC単独に比べて10倍以上の保湿を示した。