コンプライアンスミスマッチを解消できる人工タンパク質GPG小口径人工血管の開発

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23K08230
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 吉住 朋 名古屋大学, 医学部附属病院, 病院講師 (00597859)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鳴瀧 彩絵 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (10508203) ; 成田 裕司 名古屋大学, 医学系研究科, 准教授 (60378221) ; 緒方 藍歌 名古屋大学, 医学系研究科, 特任講師 (70718311)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Keywords: 小口径人工血管 / 人工エラスチン / 吻合部狭窄 / コンプライアンスミスマッチ

Outline of Annual Research Achievements

現在臨床で用いられる中口径および大口径の人工血管は、安定した臨床成績を有している。一方で、内径4mm以下の小口径人工血管は、材料に依存する吻合部のコンプライアンスミスマッチによる吻合部狭窄や閉塞などの問題が残されており、いまだ満足できるものはない。たとえば、心臓血管外科領域のバイパスグラフトに使用するためには、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。応募者らは、生体組織に伸縮性を与えるタンパク質「エラスチン」のアミノ酸配列から着想を得た人工タンパク質 GPGを独自設計し、小口径人工血管の基材とする研究開発を進めてきた。GPGを生分解性高分子に複合化すると、GPGの配合濃度条件により力学特性をヒト冠状動脈に近づけることができる。本研究では、人工タンパク質 GPGを小口径人工血管として機能させるための力学特性や紡糸構造デザインなどの最適化を図り、動物実験でその有用性を評価する。本年度では、ポリカプロラクトン-GPG複合体をエレクトロスピニング法により内径1mmの管腔構造体を作製した。GPG含有量を5%にしたところ、柔らかく潰れやすかったため成体血管との吻合は難しいと判断した。次にGPG含有量1%に変えたところ、管腔構造を維持しており血管吻合に耐えうる強度であると判断し、ラット頸動脈置換を試みた。GPG管腔構造体は血管吻合時の縫合ハンドリング性に問題なく、また、エコー検査では8週間に渡り血流が確認された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の実験計画である管腔構造体の形成と動物実験を施行したことから、おおむね順調に進展していると判断した、

Strategy for Future Research Activity

引き続きラット総頚動脈置換術を行いGPG管腔構造体の評価をする。比較対照群には、ポリカプロラクトン管腔構造体を用いる。継時的（1,2,4,8週間後）に血管エコーで流速や血管短軸断面積変化率等を計測し、実際の動脈やGPC非含有人工血管との比較を行う。その後、人工血管を摘出して組織学的評価（HE染色、Elastica Van Gieson (EVG)染色、免疫染色）を行う。コンプライアンスミスマッチや開存性などの問題が生じた際は、GPGの構造デザインや力学特性を見直す。

Causes of Carryover

GPG小口径人工血管の作製に必要な試験試薬やディスポーザブル用品、動物実験に必要な実験動物購入費を物品費として計上していたが、当初計画していた実験サンプル数よりも少ないサンプル数で検証したため、主に物品費で次年度使用額が生じた。次年度では、引き続き動物実験での検証を行うため、それらに必要な物品費に使用する。また、学会等にて成果を発表するための旅費や論文作成にかかる英文校閲費および投稿費として使用する。