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動脈用小口径人工血管の生体外再構築

研究課題

研究課題/領域番号 13480289
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関東京大学

研究代表者

牛田 多加志  東京大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (50323522)

研究分担者 古川 克子  東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (90343144)
立石 哲也  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40323521)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
12,900千円 (直接経費: 12,900千円)
2003年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2002年度: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2001年度: 7,000千円 (直接経費: 7,000千円)
キーワード人工血管 / 細胞 / 再生医療 / 組織再生 / 組織再構築 / 生分解性材料
研究概要

血管内径が4mm以下の小口径領域の人工血管の開発が強く期待されているにも関わらず,現在臨床に耐えるものは開発されていない.従来の生分解性材料と細胞から構成される人工血管のモデルでは,生分解性の材料に血管平滑筋細胞を播種して血管内腔面が平滑になった後に血管内皮細胞を播種するものであったが,血管平滑筋細胞が平滑な内腔面を形成するまでに長い時間が費やされていた.さらに播種した細胞の材料への補足率も低いという問題点があった.一方,コラーゲンゲルのみから構成される人工血管のモデルでは脆弱であり,動脈圧に耐えることができないという問題があった.そこで本研究では生分解性材料であるポリ乳酸のスポンジに血管平滑筋細胞をゲル包埋した新しいタイプの人工血管モデルを開発することを目的とした.
はじめに,ポリL乳酸を用いて,内径が5mm,外径が7mm径を有するポーラスな人工血管を作製した.次に,0.375%のコラーゲンゲル溶液を4℃の条件下で作製し,正常ヒト血管平滑細胞と混ぜ合わせた.血管平滑筋細胞-ゲル懸濁液をポリ乳酸で作製した人工血管に陰圧の条件下で約30分間添加した後に37度の条件下に1分おくことで,ポリ乳酸製の筒状構造物の中に細胞を完全に補足させることに成功した.作製した人工血管を培養液に入れたところ,人工血管の作製直後から培養液に沈むことがわかった.一方,通常の培養条件である,培養液に細胞を懸濁して筒状3次元スポンジに細胞を播種したものでは,3次元スポンジの中から空気を排除することが難しく,培養液中で浮遊する(沈降しない)ことがわかった.作製した人工血管の力学的な性質を調べるために,作製直後の人工血管の引張試験を行ったところ,0.15Mpa(1117mmHg)の圧力に耐え得る人工血管の迅速形成が可能であることがわかった.作製した人工血管を静置培養したところ,培養日数の増加に伴い,人工血管の破断強度が低下する傾向が認めらたが,0.05MPA(380mmHg)あたりの値に漸近することがわかった.生体内に存在する血圧は最大で160mmHgであると考えられるので,本研究で開発した人工血管は生体内に移植しても破裂することなく,充分に実用に耐え得るものであることが示唆された.

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (17件) 図書 (1件) 文献書誌 (27件)

  • [雑誌論文] Formation of normal bone marrow stromal cell aggregates by rotation culture2004

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki SUENAGA, Katsuko S FURUKAWA, Takashi USHIDA, Tsuyoshi TAKATO, Tetsuya TATEISHI
    • 雑誌名

      Materials Science & Engineering C 24

      ページ: 421-424

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Static and dynamic mechanical property of extracellular matrix synthesized by cultured chondrocytes2004

    • 著者名/発表者名
      Shogo MIYATA, Katsuko S FURUKAWA, Takashi USHIDA, Yasuo NITTA, Tetsuya TATEISHI
    • 雑誌名

      Materials Science & Engineering 24

      ページ: 425-429

    • NAID

      110002483952

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effect on liver cells of stepwise microstructures fabricated in a photosensitive biodegradable polymer by soft lithography2004

    • 著者名/発表者名
      Eric Leclerc, Fusae Miyata, Katsuko S Furukawa, Takashi Ushida, Yasuyuki Sakai, Teruo Fujii
    • 雑誌名

      Materials Science & Engineering C 24

      ページ: 349-354

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Bone tissue engineering based on bead--cell sheets composed of calcium phosphate beads and bone marrow cells.2004

    • 著者名/発表者名
      Katsuko S Furukawa, Shunsuke Miyauchi, Daisuke Suzuki, Yoshikazu Umezu, Tsuneo Shinjo, Takashi Ushida, Hitoshi Suzuki, Tetsuya Tateishi
    • 雑誌名

      Materials Science & Engineering C 24

      ページ: 437-440

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Ultra-violet-iradiation-barsed photofabrication that simultaneously produces a macroporous structure and flow channels using a photo-reactive biodegradeble polymer and a gas-forming azoamide compound2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Sakai, M.Otsuka, J.Kozasa, F.Miyata, K.S.Furukawa, A.Yamashita
    • 雑誌名

      Biochm.Eng.J 20

      ページ: 163-171

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fabrication of microstructures in photosensitive biodegradable polymers for tissue engineering applications2004

    • 著者名/発表者名
      E.Leclerc, K.S.Furukawa, F.Miyata, Y.Sakai, T.Ushida, T.Fujii
    • 雑誌名

      Biomaterials 25

      ページ: 4683-4690

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Formation of normal bone marrow stromal cell aggregates by rotation culture2004

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki SUENAGA, Katsuko S FURUKAWA, Takashi USHIDA, Tsuyoshi TAKATO, Tetsuya TATEISHI
    • 雑誌名

      Materials Science & Engineering C 24(3)

      ページ: 421-424

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Static and dynamic mechanical property of extracellular matrix synthesized by cultured chondrocytes2004

    • 著者名/発表者名
      Shogo MIYATA, Katsuko S FURUKAWA, Takashi USHIDA, Yasuo NITTA, Tetsuya TATEISHI
    • 雑誌名

      Materials Science & Engineering C 24(3)

      ページ: 425-429

    • NAID

      110002483952

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effect on liver cells of stepwise microstructures fabricated in a photosensitive biodegradable polymer by soft lithography2004

    • 著者名/発表者名
      Eric Leclerc, Fusae Miyata, Katsuko S Furukawa, Takashi Ushida, Yasuyuki Sakai, Teruo Fujii
    • 雑誌名

      Materials Science & Engineering C 24(3)

      ページ: 349-354

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Bone tissue engineering based on bead-cell sheets composed of calcium phosphate beads and bone marrow cells2004

    • 著者名/発表者名
      Katsuko S Furukawa, Shunsuke Miyauchi, Daisuke Suzuki, Yoshikazu Umezu, Tsuneo Shinjo, Takashi Ushida, Hitoshi Suzuki, Tetsuya Tateishi
    • 雑誌名

      Materials Science & Engineering C 24(3)

      ページ: 437-440

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Ultra-violet-irradiation-based photofabrication that simultaneously produces a macroporous structure and flow channels using a photo-reactive biodegradable polymer and a gas-forming azoamide compound2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Sakai, M.Otsuka, J.Kozasa, F.Miyata, K.S.Furukawa, A.Yamashita
    • 雑誌名

      Biochem.Eng.J. 20(2-3)

      ページ: 163-171

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fabrication of microstructures in photosensitive biodegradable polymers for tissue engineering applications, Fabrication of microstructures in photosensitive biodegradable polymers for tissue engineering applications2004

    • 著者名/発表者名
      E.Leclerc, K.S.Furukawa, F.Miyata, Y.Sakai, T.Ushida, T.Fujii
    • 雑誌名

      Biomaterials 25

      ページ: 4683-4690

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Rapid and large scale formation of chondrocyte aggregates by rotational culture.2003

    • 著者名/発表者名
      Katsuko S Furukawa, Takashi Ushida, Kenshi TOITA, Yasuyuki Sakai, Tetsuya Tateish
    • 雑誌名

      Cell Transplantation 12

      ページ: 475-479

    • NAID

      110002523543

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of cone and plate-type rheometer for quantitative analysis of endothelial cell detachment by shear stress.2003

    • 著者名/発表者名
      Katsuko S Furukawa, Takashi Ushida, Takuya Noguchi, Tamotsu Tamaki, Tetsuya Tateishi
    • 雑誌名

      The International Journal of Artificial Organs, 26 (5), 2003. 26

      ページ: 436-441

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 軟骨再生のための旋回培養による3次元凝集塊の大量形成2003

    • 著者名/発表者名
      古川克子, 牛田多加志, 末永英之, 酒井康行, 立石哲也.
    • 雑誌名

      日本臨床バイオメカニクス学会誌 24

      ページ: 39-44

    • NAID

      10013928461

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Rapid and large scale formation of chondrocyte aggregates by rotational culture2003

    • 著者名/発表者名
      Katsuko S Furukawa, Takeshi Ushida, Kenshi TOITA, Yasuyuki Sakai, Tetsuya Tateish
    • 雑誌名

      Cell Transplantation 12

      ページ: 475-479

    • NAID

      110002523543

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of cone and plate-type rheometer for quantitative analysis of endothelial cell detachment by shear stress2003

    • 著者名/発表者名
      Katsuko S Furukawa, Takashi Ushida, Takuya Noguchi, Tamotsu Tamaki, Tetsuya Tateishi
    • 雑誌名

      The International Journal of Artificial Organs 26(5),2003

      ページ: 436-441

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [図書] 図解再生医療工学 第3章 再生医療のキーテクノロジー技術編6 三次元培養2004

    • 著者名/発表者名
      牛田多加志, 古川克子分担執筆(立石哲也編)
    • 総ページ数
      317
    • 出版者
      工業調査会
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Katsuko S Furukawa, Takashi Ushida, Kenshi TOITA, Yasuyuki Sakai, Tetsuya Tateish: "Rapid and large-scale formation of chondrocyte aggregates by rotational culture."Cell Transplantation. 12. 475-479 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Katsuko S Furukawa, Takashi Ushida, Takuya Noguchi, Tamotsu Tamaki, Tetsuya Tateishi: "Development of cone and plate-type rheometer for quantitative analysis of endothelial cell detachment by shear stress."The International Journal of Artificial Organs,26(5),2003. 26・5. 436-441 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Hideyuki SUENAGA, Katsuko S FURUKAWA, Takashi USHIDA, Tsuyoshi TAKATO, Tetsuya TATEISHI: "Formation of normal bone marrow stromal cell aggregates by rotation culture."Materials Science & Engineering C. (In press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Shogo MIYATA, Katsuko S FURUKAWA, Takashi USHIDA, Yasuo NITTA, Tetsuya TATEISHI: "Static and dynamic mechanical property of extracellular matrix synthesized by cultured chondrocytes."Materials Science & Engineering C. (In press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Eric Leclerc, Fusae Miyata, Katsuko S Furukawa, Takashi Ushida, Yasuyuki Sakai, Teruo Fujii: "Effect on liver cells of stepwise microstructures fabricated in a photosensitive biodegradable polymer by soft lithography."Materials Science & Engineering C. (In press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Katsuko S Furukawa, Shunsuke Miyauchi, Daisuke Suzuki, Yoshikazu Umezu, Tsuneo Shinjo, Takashi Ushida, Hitoshi Suzuki, Tetsuya Tateishi: "Bone tissue engineering based on bead-cell sheets composed of calcium phosphate beads and bone marrow cells."Materials Science & Engineering C. (In press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Katsuko S Furukawa, Shunsuke Miyauchi, Daisuke Suzuki, Yoshikazu Umezu, Tsuneo Shinjo, Takashi Ushida, Hitoshi Suzuki, Tetsuya Tateishi: "Bone tissue engineering based on bead-cell sheets composed of calcium phosphate beads and bone marrow cells."Materials Science & Engineering C. (In press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 古川克子, 牛田多加志, 末永英之, 酒井康行, 立石哲也: "軟骨再生のための旋回培養による3次元凝集塊の大量形成"日本臨床バイオメカニクス学会誌. 24. 39-44 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Sakai, M.Otsuka, J.Kozasa, F.Miyata, K.S.Furukawa, A.Yamashita: "Ultra-violet-irradiation-based photofabrication that simultaneously produces a macroporous structure and flow channels using a photo-reactive biodegradable polymer and a gas-forming azoamide compound."Biochm.Eng.J.. (In press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] E.Leclerc, K.S.Furukawa, F.Miyata, Y.Sakai, T.Ushida, T.Fujii: "Fabrication of microstructures in photosensitive biodegradable polymers for tissue engineering applications."Biomaterials. (In press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] (立石哲也編)牛田多加志, 古川克子分担執筆: "図解再生医療工学 第3章 再生医療のキーテクノロジー技術編6「三次元培養」"工業調査会. 317 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Katsuko S Furukawa, Takashi Ushida, Kenshi TOITA, Yasuyuki Sakai, Tetsuya Tateishi: "Hybrid of Gel-Cultured Smooth Muscle Cells with PLLA Sponge as a Scaffold towards Blood Vessel Regeneration"Cell Transplantation. 11(5). 475-480 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Takashi Ushida, Katsuko FURUKAWA, Kenshi TOITA, Tetsuya TATEISHI: "Three dimensiona seeding of chondrocytes encapsulated in collage gel into PLLA scaffolds"Cell Transplantation. 11(5). 489-494 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Katsuko S Furukawa, Takashi Ushida, Kenshi TOITA, Yasuyuki Sakai, Tetsuya Tateishi: "Rapid and large scale formation of chondrocyte aggregates by rotational culture"Cell Transplantation. (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Katsuko FURUKAWA: "Rapid formation model of tissue-engineered artificial vascular graft"Proceedings of International Symposium on Cell Biomechanics & Tissue Engineering. 74-77 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Katsuko FURUKAWA, Takashi USHIDA, Kenshi TOITA, Tetsuya TATEISHI, Yasuyuki SAKAI: "Rapid formation model of tissue-engineered artificial vascular graft"Biomedical material research in the far east (IV), X.Zhang and Y.Ikeda Eds ; Kobunshi Kangokai. (in press).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 立石哲也, 牛田多加志, 古川克子: "機械工学便覧"日本機械学会(印刷中).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Katsuko S Fukukawa, Takashi Ushida, Kenshi TOITA, Yasuyuki Sakai, Tetsuya Tateishi: "Hybird of Gel-Cultured Smooth Muscle Cells with PLLA Sponge as a Scaffold towards Blood Vessel Regeneration"Cell Transplantation. (in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Takashi Ushida, Katsuko FURUKAWA, Kenshi TOITA, Tetsuya TATEISHI: "Three dimensiona seeding of chondrocytes encapsulated in collagen gel into PLLA scaffolds"Cell Transplantation. (in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Katsuko FURUKAWA, Takashi USHIDA, Yasuyuki SAKAI, Tetsuya TAKEISHI: "Effects of cytokines on formation of fibroblasts-aggregates for tissue-engineered skin"Materials science & Engineering C. 17(1-2). 59-62 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Sethu RAO, Katsuko FURUKAWA, Tetsuya MIZIMI, Takashi USHIDA, Tetsuya TATEISHI: "SEM analysis of primary murine macrophage cells challenged by PE beads, in vitro and in-vivo UHMPE wear debris and evalluation of subsequent relase of IL-6"Materials science & Engineering C. 17(1-2). 113-117 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Katsuko FURUKAWA, Takashi USHIDA, Takayuki NAGASE, Hideki NAKAMIGAWA, Yakuya NOGUCHI, Tamotsu TAMAKI, Junzo TANAKA, Tetsuya TATEISHI: "Quantitative analysis of cell detachment by shear stress"Materials science & Engineering C. 17(1-2). 55-58 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 古川 克子, 牛田 多加志, 玉木 保, 田中 順三, 立石 哲也: "円錐-平盤型剪断応力負荷装置による血管内皮細胞の接着強度の定量的な解析"日本臨床バイオメカニクス学会誌. 22. 399-404 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Katsuko FURUKAWA, Takashi USHIDA, Yasuyuki SAKAI, Motoyuki SUZUKI, Junzo TANAKA, Tetsuya TATEISHI: "Tissue-engineered skin using aggegates of normal human skin fibroblats and biodegradable material"Journal of Artificial Organs. 4. 353-356 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yasuyuki SAKAI, Katsuko FURUKAWA, Takashi USHIDA, Tetsuya TATEISHI, Motoyuki SUZUKI: "in vitro organization of biohybird rat liver tissue in corporating growth-factor-and hormone-releasing biodegradable-polymer microcapsules"Cell Transplantation. 10. 479-483 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Katsuko S FURUKAWA, Takashi USHIDA, Yasuyuki SAKAI, Motoyuki SUZUKI, Junzo TANAKA, Tetsuya TATEISHI: "Formation of human fibroblasts-aggregates (spheroids) by rotational culture for tissue-engineered skin"Cell Transplantation. 10. 441-445 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Katsuko FURUKAWA, Takashi USHIDA, Kenshi TOITA, Tetsuya TAKEISHI, Yasuyuki SAKAI: "Rapid formation model of tissue-engineered artificial vascular graft"Biomedical material research in the far east(IV), X.Zhang and Y, Ikada Eds, Kobunshi Kangokai. (in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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