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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

Research Project

Project/Area Number 26462113
Research InstitutionSaga University

Principal Investigator

伊藤 学  佐賀大学, 医学部, 助教 (50555084)

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)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords血管再生 / 組織工学 / 再生医療
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。

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。

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。

  • Research Products

    (12 results)

All 2014

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 2 results) Book (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Operative technique for tracheo-innominate artery fistula repair.2014

    • Author(s)
      Furukawa K, Kamohara K, Itoh M, Morokuma H, Morita S
    • Journal Title

      JOURNAL OF VASCULAR SURGERY

      Volume: 59(4) Pages: 1163-1167

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 術後長期間画像追跡した大動脈炎症候群による異型大動脈縮窄症の1例2014

    • Author(s)
      伊藤 学, 夏秋正文, 大坪 諭, 古川浩二郎, 森田茂樹
    • Journal Title

      日本臨床外科学会雑誌

      Volume: 75(12) Pages: 35-40

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Hybrid One-Stage Repair Using a Sutureless Telescoped Stent Graft Fixation for Ruptured Multiple Thoracic Aortic Aneurysms2014

    • Author(s)
      Kamohara K, Tanaka A, Itoh M, Morokuma H, Furukawa K, Morita S.
    • Journal Title

      Ann. Thorac. Cardiovasc.Surg. 20(Suppl):918-921

      Volume: 20 Pages: 918-921

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 心膜切除術が著効を示した開心術後収縮性心膜炎の1例2014

    • Author(s)
      林 奈宜, 古川浩二郎, 田中秀弥, 諸隈宏之, 伊藤 学, 蒲原啓司, 森田茂樹
    • Journal Title

      日本心臓血管外科学会雑誌

      Volume: 43(6) Pages: 331-335

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] バイオ3Dプリンターを用いた臓器再生2014

    • Author(s)
      伊藤 学
    • Organizer
      第76回日本臨床外科学会総会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2014-11-20 – 2014-11-22
    • Invited
  • [Presentation] Implantation of Scaffold-Free Tubular Tissue Using a Bio-3D Printer Augments Vascular Remodeling and Endothelialization2014

    • Author(s)
      Manabu Itoh, Koichi Nakayama,Ryo Noguchi,Keiji Kamohara, Kojirou Furukawa, Kazuyoshi Uchihashi ,Shuji Toda,Jun-ichi Oyama,Koichi Node, Shigeki Morita
    • Organizer
      American Heart Association SCINTIFIC SESSIONS 2014
    • Place of Presentation
      Cicago
    • Year and Date
      2014-11-15 – 2014-11-19
  • [Presentation] 植込み型VAD施設認定までの当院の経験2014

    • Author(s)
      伊藤 学
    • Organizer
      第8回九州心不全の外科治療研究会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2014-08-30
    • Invited
  • [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
  • [Presentation] 細胞のみで構築する3次元血管組織型パッチの開発2014

    • Author(s)
      野口 亮, 伊藤 学, 蒲原啓司, 古川浩二郎, 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
  • [Book] 下肢救済マニュアル  末梢動脈疾患(PAD)患者の下肢病変 7.治療③バイパス術2014

    • Author(s)
      伊藤 学
    • Total Pages
      82-89
    • Publisher
      学研メディカル
  • [Book] 下肢救済マニュアル  うっ滞性皮膚炎・潰瘍患者の下肢病変[静脈性の病変] 5.治療 ②ストリッピング,血管内レーザー治療,硬化療法2014

    • Author(s)
      伊藤 学
    • Total Pages
      162-167
    • Publisher
      学研メディカル
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 手術器具2014

    • Inventor(s)
      伊藤 学
    • Industrial Property Rights Holder
      伊藤 学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2014-194062
    • Filing Date
      2014-09-14

URL: 

Published: 2016-05-27  

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