肺移植を代行する自己毛細血管再生型ハイブリッド人工肺の基礎研究

• Project/Area Number: 14658284
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Biomedical engineering/Biological material science
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 中村 真人 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教授 (90301803)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大内 克洋 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助手 (20322084) ; 高谷 節雄 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (40154786)
• Project Period (FY): 2002 – 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2003)
• Budget Amount: ¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000); Fiscal Year 2003: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 2002: ¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
• Keywords: 人工肺 / 肺移植 / 毛細血管 / ハイブリッド人工臓器 / 移植代替 / 人工毛細血管組織

Research Abstract

研究の目的:回復不能な重症肺疾患には、現在、肺移植が唯一の治療法であるが、ドナー不足は深刻で、実質治療法はないに等しい。現人工肺は、血栓形成が避けられず、長期使用には致命的な問題があり、移植の代替にはならない。一方、再生医療においても、肺は細胞から再生、形成するには最も困難な臓器である。そこで、肺移植代替を目的にした自己毛細血管再生型ハイブリッド人工肺を発案し、本研究で、その実現可能性と、基礎的技術の研究を行った。自己毛細血管再生型ハイブリッド人工肺とは、体内で中空糸周辺に自己毛細血管を増生させ、再生自己毛細血管を介してガス交換するものである。
研究実績の概要:
1)細胞培養装置、設備の購入(H14年度):細胞培養実験ができるよう設備、装置を準備し、人工肺作製、細胞培養技術を手習いした。
2)コンセプト変更(H14・15年度):本研究のハイブリッド人工肺において、当初は、自生してくる毛細血管を当てにしていたが、この場合、流入してくる血液は酸素化されている動脈血であるため、ガス交換の意義がない。そこで、大きくコンセプトを変更し、外科的に肺動脈からのバイパスとして流入血管を接続できるような人工毛細血管組織をデザインし、中空糸と接合して作製することにした。
3)人工毛細血管組織の構想と設計(H14・15年度):外科的手術可能な太さの血管から、分岐を繰り返し、毛細血管となり、再び合流して、手術可能な太さの1本の静脈になる人工毛細血管組織をCADでデザインし、マイクロ流体力学解析を行い、形状を最適化した。その成果を、2003年10月日本人工臓器学会(仙台)で発表した。
4)人工毛細血管組織のTissue Engineering(H15年度):CAD上のデザインに則って、血管内皮細胞を2次元配置する方法を試みている。

Research Products

• [Publications] 中村真人: "マイクロ流体力学解析を利用した毛細血管の流路設計"人工臓器. 32・2. S-121 (2003)