2013 Fiscal Year Annual Research Report
組織工学的に皮下で作製した心臓弁（バイオバルブ）の大動脈系自家移植による性能評価
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23659677
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| Research Institution | National Cardiovascular Center Research Institute |
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Principal Investigator |
武輪 能明 独立行政法人国立循環器病研究センター, 研究所, 室長 (20332405)
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| Keywords | 自家組織 / 大動脈根部 / 組織工学 / 心臓弁 / 生体外組織工学 / バイオリアクター / 再生医療 / ステントバルブ |
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| Research Abstract |
我々が開発中のバイオバルブ人工弁は、高分子製鋳型を皮下に1～2ヶ月埋入することで自動的に形成される。これまでラットや兎の他、山羊や牛など大動物においても、皮下での作製が可能であることが示されている。
前年度の研究では、皮下より採取したバイオバルブ人工弁を体の体循環系に移植して、性能を評価した。また、現在臨床で使用され始めている経管的大動脈弁移植術(TAVI)への応用として、ステント付きバイオバルブの設計を行った。
今年度は、バイオバルブの体循環系での性能評価実験をさらに行った。また、TAVI用の鋳型をステントと共に生体内に埋入し、ステント付きバイオバルブが設計通り形成されるか確認した。
方法は、バイオバルブ鋳型を成ヤギ背部の皮下に埋入して8週間後摘出し、鋳型を抜去して得られたバイオバルブを用いて手術的に左心バイパス（Apico-aortic bypass）を作成し、動脈圧負荷がかかる状態で慢性的に性能を評価した。
その結果、最長8週目までは、バイパスグラフトの血流は良好でバイオバルブ弁葉の可動性も良く、顕著な狭窄や逆流もなく経過した。組織学的にも結合組織の中に細胞侵入が見られ、新生血管の構築も見られたことより、バイオバルブが、高圧系でも自己弁に近い性能を持って機能し得ることが示された。ただ、Apico-aortic bypassによる評価では、８週以上になると、心尖脱血管の部分で血栓形成を生じる例があり、長期評価は、別モデルで行う必要があると考えられた。
ステント付きバイオバルブについては、ステントとバイオバルブ鋳型を組み合わせた物を成ヤギ背部の皮下に埋入して8週間後摘出した。鋳型を取り除いた結果、ステントと強固に融合したバイオバルブが得られ、組織破壊を生じずにステントを収縮拡張出来ることが確認された。以上より、ステント付きバイオバルブ組織体が設計通り形成される事が確認できた。
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[Journal Article] In-body tissue-engineered aortic valve (Biovalve type VII) architecture based on 3D printer molding.2014
Author(s)
Nakayama Y, Takewa Y, Sumikura H, Yamanami M, Matsui Y, Oie T, Kishimoto Y, Arakawa M, Ohmuma K, Tajikawa T, Kanda K, Tatsumi E.
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Journal Title
J Biomed Mater Res B Appl Biomater.
Volume: Epub ahead of print]
Pages: 1-10
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Stimulating myocardial regeneration with periostin Peptide in large mammals improves function post-myocardial infarction but increases myocardial fibrosis.2013
Author(s)
Ladage D, Yaniz-Galende E, Rapti K, Ishikawa K, Tilemann L, Shapiro S, Takewa Y, Muller-Ehmsen J, Schwarz M, Garcia MJ, Sanz J, Hajjar RJ, Kawase Y.
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Journal Title
PLoS One.
Volume: 8(5)
Pages: e59656 1-11
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Long-term Evaluation of a Novel Autologous Valve Substitute (Biovalve) with a Stent for Transcatheter Implantation2013
Author(s)
Takewa Y, Nakayama Y, Atsuta Y, Kishimoto S, Date K, Sumikura H, Yamanami M, Kanda K, , Tajikawa T, Tanaka T, Taenaka Y, Tatsumi E
Organizer
American Heart Association , Scientific Sessions 2013
Place of Presentation
Dallas
Year and Date
20131116-20
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[Presentation] The safe program for a newly developed electrocardiogram-synchronized rotational speed control mode with continuous-flow left ventricular assist device2013
Author(s)
Arakawa M, Nishimura T, Takewa Y, Umeki A, Ando M, Kishimoto Y, Kishimoto S, Fujii Y, Kyo S, Adachi H, Tatsumi E
Organizer
日本人工臓器学会大会 (51), International Federation for Artificial Organs (5)
Place of Presentation
横浜
Year and Date
20130927-20130929
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[Presentation] The potentially of non-synchronized pulsatile mode with a rotary LVAD by a native heart load control system2013
Author(s)
Date K, Arakawa M, Takewa Y, Nishimura T, Kishimoto S, Kishimoto Y, Umeki A, Ando M, Kyo S, Ono M, Tatsumi E
Organizer
日本人工臓器学会大会 (51), International Federation for Artificial Organs (5)
Place of Presentation
横浜
Year and Date
20130927-20130929
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[Presentation] VVECMOを効率良く行うためのバイパス流量と送血位置の検討2013
Author(s)
東郷好美、武輪能明、築谷朋典、水野敏秀、片桐伸将、熱田祐一、藤井 豊、岸本 諭、伊達数馬、住倉博仁、大沼健太郎、角田幸秀、宮本裕治、巽 英介
Organizer
日本人工臓器学会大会 (51), International Federation for Artificial Organs (5)
Place of Presentation
横浜
Year and Date
20130927-20130929
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[Presentation] Longtime pulsatile control using a rotary blood pump with a newly developed electrocardiogram synchronized rotational speed control system2013
Author(s)
Arakawa M, Nishimura T, Takewa Y, Umeki A, Ando M, Kishimoto Y, Kishimoto S, Yamazaki K, Kyo S, Adachi H, Tatsumi E
Organizer
International Society for Rotary Blood Pumps (21)
Place of Presentation
横浜
Year and Date
20130926-20130928
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[Presentation] The difference between front load and delay load in the pulsatile mode with a rotary LVAD by a native heart load control system2013
Author(s)
Date K, Arakawa M, Takewa Y, Nishimura T, Kishimoto S, Kishimoto Y, Umeki A, Ando M, Kyo S, Ono M, Tatsumi E
Organizer
International Society for Rotary Blood Pumps (21)
Place of Presentation
横浜
Year and Date
20130926-20130928
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[Presentation] Useful operating method of veno-venous extracorporeal membrane oxygenation aiming for effective oxygenation and decarboxylation2013
Author(s)
Togo K, Takewa Y, Tsukiya T, Mizuno T, Katagiri N, Atsuta Y, Fujii Y, Kishimoto S, Date K, Sumikura H, Ohnuma K, Kakuta Y, Miyamoto Y, Tatsumi E
Organizer
International Society for Rotary Blood Pumps (21)
Place of Presentation
横浜
Year and Date
20130926-20130928
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[Presentation] Useful operating method of veno-venous extracorporeal membrane oxygenation aiming for effective oxygenation2013
Author(s)
Togo K, Atsuta Y, Fujii Y, Kakuta Y, Katagiri N, Kishimoto Y, Miyamoto T, Mizuno T, Ohnuma K, Sumikura H, Taenaka Y, Takewa Y, Tatsumi E, Tsukiya T
Organizer
European Society for Artificial Organs (40)
Place of Presentation
Glasgow
Year and Date
20130911-20130914
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[Presentation] In vivo evaluation of the percutaneous site of VAD system2013
Author(s)
Atsuta Y, Mizuno T, Takewa Y, Tsukiya T, Kakuta Y, Katagiri N, Ohnuma K, Sumikura H, Fujii Y, Arakawa M, Togo K, Kishimoto S, Tatsumi E
Organizer
American Society for Artificial Internal Organs (59)
Place of Presentation
Chicago
Year and Date
20130612-20130615
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[Presentation] Enchantment of the myocardial perfusion by a novel cardiac cycle-synchronized rotation control mode in a continuous-flow in chronic ischemic heart failure model2013
Author(s)
Arakawa M, Nishimura T, Takewa Y, Umeki A, Ando M, Date K, Atsuta Y, Fujii Y, Kishimoto S, Kyo S, Adachi H, Tatsumi E
Organizer
American Society for Artificial Internal Organs (59)
Place of Presentation
Chicago
Year and Date
20130612-20130615
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[Presentation] In vitro and in vivo evaluation of a compact wearable pneumatic drive unit for a ventricular assist device2013
Author(s)
Sumikura H, Homma A, Ohnuma K, Taenaka Y, Takewa Y, Mizuno T, Tsukiya T, Katagiri N, Kakuta Y, Mukaibayashi H, Katano K, Kojma K, Fukui Y, Tatsumi E
Organizer
American Society for Artificial Internal Organs (59)
Place of Presentation
Chicago
Year and Date
20130612-20130615
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[Presentation] Practical operating method of veno-venous extracorporeal membrane oxygenation aiming for effective oxygenation2013
Author(s)
Togo K, Takewa Y, Mizuno T, Tsukiya T, Atsuta Y, Arakawa M, Kishinmoto S, Katagiri N, Kakuta Y, Fujii Y, Sumikura H, Ohnuma K, Taenaka Y, MiyamotoY, Tatsumi E
Organizer
American Society for Artificial Internal Organs (59)
Place of Presentation
Chicago
Year and Date
20130612-20130615
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[Presentation] Development of a novel autologous valve with a stent (Biovalve stent) for transcatheter implantation2013
Author(s)
Takewa Y, Nakayama Y, Arakawa M, Yamanami M, Kishimoto S, Atsuta Y, Ohnuma K, Sumikura H, Mizuno T, Kanda K, Tajikawa T, Taenaka Y, Tatsumi E
Organizer
American Society for Artificial Internal Organs (59)
Place of Presentation
Chicago
Year and Date
20130612-15
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