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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Development of autologous heart valves "biovalves" and their application to TAVI by combination of photomolding and in-body tissue architecture

Research Project

Project/Area Number 26293314
Research InstitutionNational Cardiovascular Center Research Institute

Principal Investigator

中山 泰秀  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, その他部局等, その他 (50250262)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords移植・再生医療
Outline of Annual Research Achievements

生体適合性および耐久性に優れた自家組織からなる心臓弁が望まれている。生体内組織形成術という人工物を体内に留置した際に生じる結合組織によるカプセル化反応を応用して人工弁(バイオバルブ)を作製する技術を開発し、大動物(成ヤギ)を用いて性能を評価した。
バイオバルブ用の鋳型はアクリル製で、成ヤギ背部の皮下に埋入し、内蔵したカプセル内視鏡により周囲に被膜が形成されるのを観察しながら8 週間以降に摘出して鋳型のみを抜去し、バイオバルブを得た。3D プリンターを用いて短時間に様々な鋳型を製作することで、通常弁置換術用、大動脈根部置換用、経カテーテル的弁移植術用などのバイオバルブを作製し、これらを成ヤギの大動脈や肺動脈に移植し、体循環や肺循環内で性能を評価した。
バイオバルブは通常の開心術や、経カテーテル的弁移植術により大動脈弁位、肺動脈弁位にそれぞれ移植可能であった。術後、血管造影および血圧波形モニタリングにて、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。現在観察期間は最長で1 年6 ヶ月ヶ月を超えても良好に経過した。術後6 ヶ月で心臓を摘出しバイオバルブを観察したところ、血栓形成や石灰化は無く弁葉自体の構造はよく保たれていた。組織学的には4 週目以降に摘出したバイオバルブの結合組織内に細胞侵入が見られ、新生血管の構築も見られた。血液接触面には一部内皮様の細胞も見られた。
本研究により、皮下を組繊構築の場にして作製したバイオバルブ自家組織心臓弁が、高圧系および低圧系両者で自己弁に近い性能を持って機能し得ることが示され、生きたグラフトとして生着する可能性も有り成人や小児の大動脈弁置換や肺動脈弁置換などに対して有望な人工弁となることが期待される。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (12 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Development of a stent-biovalve with round-shaped leaflets: in vitro hydrodynamic evaluation for transcatheter pulmonary valve implantation (TPVI)2016

    • Author(s)
      Hirohito Sumikura, Yasuhide Nakayama, Kentaro Ohnuma, Yoshiaki Takewa, Eisuke Tatsumi
    • Journal Title

      J Artif Organs

      Volume: 19 Pages: 357-363

    • DOI

      10.1007/s10047-016-0909-6

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mechanical properties of human autologous tubular connective tissues (human biotubes) obtained from patients undergoing peritoneal dialysis2016

    • Author(s)
      Yasuhide Nakayama, Yoshiyuki Kaneko, Yoshiaki Takewa, Noriko Okumura
    • Journal Title

      J Biomed Mater Res Part B

      Volume: 104 Pages: 1431-1437

    • DOI

      10.1002/jbm.b.33495

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] In-body tissue-engineered collagenous connective tissue membranes (BIOSHEETs) for potential corneal stromal substitution2016

    • Author(s)
      Naoaki Takiyama, Takeshi Mizuno, Ryosuke Iwai, Masami Uechi, Yasuhide Nakayama
    • Journal Title

      J Tissue Eng Regen Med

      Volume: 10 Pages: E518-E526

    • DOI

      10.1002/term.1859

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Preparation and characterization of directed, one-day-self-assembled millimeter-size spheroids of adipose-derived mesenchymal stem cells2016

    • Author(s)
      Ryosuke Iwai, Yasushi Nemoto, Yasuhide Nakayama
    • Journal Title

      J Biomed Mater Res Part A

      Volume: 104A Pages: 305-312

    • DOI

      10.1002/jbm.a.35568

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Patch tracheoplasty in body tissue engineering using collagenous connective tissue membranes (biosheets)2016

    • Author(s)
      Ryosuke Satake, Makoto Komura, Hiroko Komura, Tetsuro Kodaka, Kan Terawaki, Kenichi Ikebukuro, Hiroaki Komuro, Hironobu Yonekawa, Kazuto Hoshi, Tsuyoshi Takato, Yasuhide Nakayama
    • Journal Title

      Journal of Pediatric Surgery

      Volume: 51 Pages: 244-248

    • DOI

      10.1016/j.jpedsurg.2015.10.068

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 生体内組織形成術(IBTA)によるバイオバルブ開発20172017

    • Author(s)
      中山泰秀
    • Organizer
      第16回日本再生医療学会総会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2017-03-07 – 2017-03-09
  • [Presentation] Long-term Follow-up Results after Allogenic Implantation of In-body Tissue-engineered Heart Valves (Biovalves) as a Pulmonary Valve in a Goat Model2017

    • Author(s)
      Yasuhide Nakayama
    • Organizer
      Heart Valve Society Scientific Meeting 2016
    • Place of Presentation
      Monaco
    • Year and Date
      2017-03-02 – 2017-03-04
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] バイオバルブ心臓弁の長期移植評価と生きたグ ラフトとしての可能性の検討2016

    • Author(s)
      武輪 能明1)、中山泰秀、住倉博仁、飯塚慶、 秋山大地、片桐伸将、竹下大輔、小崎智史、 妙中義之、巽英介
    • Organizer
      第54回日本人工臓器学会大会
    • Place of Presentation
      米子
    • Year and Date
      2016-11-23 – 2016-11-25
  • [Presentation] In Body Tissue Engineering Approach for Autologous 3D Tissue Fabrication and Their Clinical Application2016

    • Author(s)
      Yasuhide Nakayama
    • Organizer
      Biofabrication 2016 Conference
    • Place of Presentation
      Winston-Salem
    • Year and Date
      2016-10-29 – 2016-10-31
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Type SC Biovalve Aortic Valve Based on In-Body Tissue Architecture (IBTA): Design, In Vivo Fabrication and Animal Implantation2016

    • Author(s)
      Yasuhide Nakayama, Yoshiaki Takewa Hirohito Sumikura, Eisuke Tatsumi
    • Organizer
      7th Biennial Heat Valve Biology and Tissue Engineering Meeting
    • Place of Presentation
      Hilton Head Island
    • Year and Date
      2016-10-12 – 2016-10-14
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Novel Autologous Heart Valve with Growth Potential2016

    • Author(s)
      Y. Takewa , Y. Nakayama, H. Sumikura, N. Naito, K. Iizuka, K. Kanda, E. Tatsumi
    • Organizer
      European Society for Cardiology
    • Place of Presentation
      Roma
    • Year and Date
      2016-08-27 – 2016-08-31
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 卓越する国循

    • URL

      http://www.ncvc.go.jp/about/excellence/07.html

URL: 

Published: 2018-01-16  

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