In-vivo lung perfusion as a novel treatment strategy for primary graft dysfunction after lung transplantation

• Project/Area Number: 21K08882
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 55040:Respiratory surgery-related
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 三好 健太郎 岡山大学, 大学病院, 助教 (50534773)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉本 誠一郎 岡山大学, 大学病院, 准教授 (40570148) ; 岡崎 幹生 岡山大学, 医歯薬学域, 准教授 (50467750)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 肺移植 / 虚血再還流障害 / 体内肺還流法

Outline of Research at the Start

肺移植後のPrimary graft dysfunction(PGD）に対してレシピエント体内で機能回復を図り、移植肺を生着させるという新規の概念を打ち立て、治療的移植肺還流技術を用いたIn vivo lung recovery (IVLR) 法を考案した。本研究では、動物実験として中動物（ブタ）を使用し、①肺移植再還流後の術野にてIVLR 回路を確立する技術を開発し、②虚血侵襲を加えたグラフト肺を移植することで生ずるPGDモデルに対しIVLR法の治療効果を実証する。

Outline of Annual Research Achievements

初年度としては、まず予備実験として、ブタ （30-40kg、ランドレース種）を用いてIVLR perfusion の回路装着の手技的確立と、還流換気における各種圧・流量・時間の条件について至適な設定を検討した。回路の外科手技的確立を８例ほどの手術実験にて確立し、なおかつ還流の設定としては移植肺の平均肺動脈圧15mmHg、肺静脈圧5mmHgを維持、心拍出量の10%でのflowとし、また換気の設定としては、吸入酸素濃度50%、呼気終末気圧5cmH2O、最大気道圧15cmH2O （従圧式）、呼吸回数1５bpmとすることで、最も移植肺に対する治癒効果が得られることを確認した。
以上の結果をもって、当初設定した３つの実験群（①無治療②ECMO③IVLR）についてそれぞれ３例ずつの移植実験とデータおよびサンプル採取をおこなうことができた。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

想定していたより予備実験の早い段階で、移植肺に対する十分な治療効果がえられることが確認できたため、本実験の実施とデータおよびサンプル採取を開始することが可能であった。

Strategy for Future Research Activity

計画していた３つの実験群に対して、2022年度中にそれぞれ５例のデータおよびサンプル採取が完了できるよう移植実験を継続する。また採取したサンプルにおけるサイトカイン発現解析を実施する。
2023年度は最終的なデータ解析をまとめ、論文投稿を行う。