体外式膜型人工肺の出血をおこさない新規抗凝固戦略:XII因子阻害薬とコーティング

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K09058
• Research Institution: Nippon Medical School
• Principal Investigator: 梅井 菜央 日本医科大学, 医学部, 講師 (60763068)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石川 真士 日本医科大学, 医学部, 准教授 (30714745) ; 間瀬 大司 日本医科大学, 医学部, 講師 (60614831)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: ECMO / コーティング / 人工肺

Outline of Annual Research Achievements

近年、COVID-19による重症肺炎で体外式膜型人工肺 (Extracorporeal membrane oxygenation: ECMO) の需要が高まっている。しかし、ECMO施行中は、抗凝固薬が必須であり、それに伴う出血の合併症が多い。本研究は、人工肺表面のコーティングと凝固第XII因子阻害薬を併用することで、出血を起こさない新たな抗凝固戦略を確立することを目的とする。この新たな戦略により凝固第XII阻害薬の臨床応用への道を広げ、ECMOを要する患者の合併症の軽減かつ生存率の向上が期待できる。2022年度の研究実施計画は、抗凝固薬は投与せずにECMOを導入し、コーティングにより血小板活性や人工肺の血栓量が低下することを示すことであった。ECMOはポンプ・模擬人工肺・回路から構成されており、ECMOを導入するためにはまず模擬人工肺の作成が必須である。申請者の開発したラットのECMOモデルで使用する模擬人工肺は、血液充填量を最小量にするためにコンピュータのソフトSolidworks (Dassault Systemes SolidWorks Corp., Waltham, MA) を用いて、7.3 mm x 20 mm x 3 mmの直立方体の中に直径380 μmのrodsを345本敷き詰めて、市販の人工肺と同じ構造になるようにデザインし、それを3Dプリンターで印刷して作成する。3Dプリンターでは光硬化性樹脂に紫外線を照射し造形する光造形法を用いている。そのため、樹脂の状態や造形ピッチ、照射時間等の影響で作成した模擬人工肺に微小なリークがみられ頻回に作り直しを要したため時間を要した。また、作成後の模擬人工肺の表面コーティングにも時間を要し、当該年度は、ラットにECMOを導入するまで至らなかった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

模擬人工肺の作成に時間を要したため、表面コーティングを開始するまでに時間を要し、やや遅れている。またコーティングにも時間を要しているため遅れている。

Strategy for Future Research Activity

2023年度は、抗凝固薬は投与せずにコーティングを施した模擬人工肺と施していない模擬人工肺を用いてECMOを導入する。その後、未分画ヘパリン群とFXII阻害薬を投与してECMOを導入する。

Causes of Carryover

2023年度はコーティングを行ったECMOをラットに導入する予定で助成金を請求したが、人工肺の作成に時間を要し、さらにコーティングにも時間を要したため、ラットにECMOを導入することができず、次年度使用額が生じた。次年度は、コーティングの費用・ラットの購入、凝固第XII因子の購入に助成金を使用する予定である。