Development of small-diameter artificial vascular grafts using Bi-layered carboxymethyl cellulose-collagen vitrigel

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K22975
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0906:Surgery related to the biological and sensory functions and related fields
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: NAKATA Shunsuke 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: 小口径人工血管 / 冠動脈 / バイパスグラフト / コラーゲン / セルロース / 生体吸収性

Outline of Final Research Achievements

Although vascular grafts with more than 6 mm inner diameter are clinically used with common approval for bypass grafts or replacements, small-diameter artificial vascular grafts with 4-5 mm inner diameter are unavailable. We developed a rigid membrane which was formed by vitrification of a bi-layered carboxymethyl cellulose (CMC) and collagen hydrogel (Bi-C-CVM). The mechanical property of Bi-C-CVM showed a similar tensile strength to porcine blood vessels. In addition, Bi-C-CVM was able to form into a tube-like structure with 6-mm inner diameter. Bi-C-CVM will be useful as a basal material for developing medical devices including small-diameter artificial vascular grafts due to its unique mechanical properties.

Free Research Field

心臓外科

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

冠動脈(内径2-3mm程度)バイパス術では自家動静脈を用いるが、動静脈の採取に伴う障害や合併症が少なからず発生し、患者に不利益を与えることがある。現状では、開存性や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。本研究成果では、独自開発したコラーゲンに生体吸収性カルボキシルメチルセルロース(CMC)を組み合わせたBi-C-CVMが、ブタ血管と同引張強度を持ち、管腔構造の成形に成功した。まだ基礎研究の段階ではあるが、上述した医学的意義は大きいと考える。また、Bi-C-CVMは代用心膜や組織修復シート等の手術材料への応用も期待できる。