2014 Fiscal Year Research-status Report
新規組織工学による次世代型血管外科再生治療法の開発
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26462113
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
伊藤 学 佐賀大学, 医学部, 助教 (50555084)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中山 功一 佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50420609)
森田 茂樹 佐賀大学, 医学部, 教授 (70243938)
野口 亮 佐賀大学, 医学部, 助教 (70530187)
野出 孝一 佐賀大学, 医学部, 教授 (80359950)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 血管再生 / 組織工学 / 再生医療 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は細胞のみで任意の形状の立体構造体を構築する組織工学技術を開発してきた。細胞本来がもつ凝集能力によって形成されるスフェロイドに着目し、そのスフェロイドを一つの単位としてロボット(バイオ３Dプリンタ)を用いて複雑な立体構造体を構築する技術である。本研究の目的は組織工学技術、及び幹細胞研究を血管外科領域に応用し、足場すらも外来異物を含まない細胞のみからなる再生型人工血管を開発し、臨床応用の可能性を究明することである。市販されているヒト由来の血管内皮細胞、血管平滑筋細胞、繊維芽細胞を配合（血管内皮細胞、平滑筋細胞、線維芽細胞＝４：１：５）して細胞凝集塊自動積層装置(Bio-3D printer)を用いて血管構造体を作成した。
本度前半期に本構造体同士を連結することで、長軸方向へ延長した構造体の作製に成功した。延長した血管構造体の圧力破砕試験に成功し、400～500mmHg程度の内腔圧力に耐え得ることを確認できた。また培養期間を延長することで、構造体強度の向上と、より生体血管に似た層構造形成を病理組織検査で確認できた。
本血管構造体を移植実験においてはヌードラット腹部大動脈（口径１～1.5mm）、ウサギ頸動脈（口径2mm)への短期移植に成功し、組織学的評価を行った。本年度中期には大動物(ミニブタ)への移植実験を行うため、より長い構造体の作成、および移植方法や移植部位の検討を行い、ミニブタ大腿動静脈(口径2.5～3mm)への短期移植に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
血管構造体同士を連結することで、長軸方向へ延長した構造体の作製に成功し、大動物への移植を短期であるが達成できた。再現性をもった力学的評価、組織学的評価を継積み重ねることで、培養環境や培養期間による生体血管に似た層状組織形成も見られている。今後、長期の結果を得るためには、より生体環境に近い拍動下で内腔を潅流できるバイオリアクターが必要で現在開発中である。現在までの達成度としてはおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の成果を踏まえ適正な細胞ソース、細胞配合比率、培養期間を決定し、より長く、さらに強度のある構造体を作成する研究を遂行する。同時に培養液を循環させ内腔側から物理的ストレスを加えられるような特殊なバイオリアクターの開発も継続する。
また大動物への移植実験においては、ヒト由来の細胞を用いた血管構造体であるため、拒絶反応を抑えるべく、より適正な免疫抑制剤を検討する必要がある。同時に自家移植モデルの確立も念頭においた上で、大動物での長期的な血管の開存性評価、組織学的評価を行い、引き続き臨床応用の可能性を究明したい。
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Research Products
(12 results)
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[Presentation] 新規組織工学技術による次世代型小口径人工血管の開発2014
Author(s)
伊藤 学, 野口 亮, 山元博文, 佐藤 久, 諸隈宏之, 柚木純二, 蒲原啓司, 古川浩二郎, 中山功一, 尾山純一, 野出孝一, 森田茂樹
Organizer
第42回日本血管外科学会学術総会
Place of Presentation
青森
Year and Date
2014-05-21 – 2014-05-23
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