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生体血液循環を代替する拍動バイオリアクターによる強度を有する再生大動脈弁の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17790958
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 胸部外科学
研究機関早稲田大学

研究代表者

岩崎 清隆  早稲田大学, 付置研究所, 准教授 (20339691)

研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2007年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2006年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2005年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード無細胞化大動脈弁 / 拍動循環バイオリアクター / 心臓弁再生 / 組織工学 / 石灰化 / バイオリアクター / 拍動 / 三次元培養 / 血管再生 / 再生医療
研究概要

本研究の最終年度である2007年度は,これまで開発してきた無細胞化大動脈弁を大動物に移植して左心高圧系に耐えうる再生心臓弁の可能性を実証する実験を行った.具体的には,マイクロ波と拍動循環とデオキシコール酸を使った独自処理方法を駆使し,清潔に採取したブタ大動脈弁を無細胞化してブタ下行大動脈に移植する実験を行った.移植期間は3ケ月(n=4),6ケ月(n=3),12ケ月(n=3)の3群に分け,組織学的また力学的に検証した.その結果,無細胞化大動脈は,1例も狭窄や瘤化するなどの問題は起こらず,1年間の長期にわたって高圧部位で機能することが明らかとなった.移植後の弁葉のカルシウム濃度を調べたところ,無細胞化大動脈弁は臨床で使われている最も優れた抗石灰化処理が施されている生体弁の1つであるプリマステントレス弁と比較しても顕著に石灰化を抑制できることが明らかとなった.無細胞化大動脈弁では,3ケ月,6ケ月,1年と長期使用しても弁葉部のカルシウム濃度は同程度であり,かつ,移植時の体重約40kgから半年後には3倍以上の体重に成長しているにもかかわらずカルシウム濃度は増大しないことが明らかとなった.したがって,本組織無細胞化心臓弁は成長する低年齢層に使用しても石灰化の抑制という点で大きな効果があると考えられた.また,弁葉の力学的特性を調べたところ,移植前と移植後3ケ月で弁葉の破断強度及び破断ひずみは同程度であり,強度は保持されることが判明した.また,乳下静脈から採取・培養した血管内皮細胞を培養して無細胞化した大動脈弁に予め拍動バイオリアクターを使って播種する手法も確立でき,6ケ月の移植実験から内皮細胞を播種しておいた方が再生が早く起こることが示唆された.以上より,本技術で開発した無細胞化心臓弁は左心高圧系でしっかり機能し,かつ再生し石灰化も抑制できることが明らかとなった.

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2008 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件) 図書 (5件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Bioengineered three-layered robust and elastic artery utilizing hemodynamically-equivalent pulsatile bioreactor2008

    • 著者名/発表者名
      Iwasaki K, et. al.
    • 雑誌名

      Circulation (in press)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 組織工学と再生医療2007

    • 著者名/発表者名
      岩崎清隆
    • 雑誌名

      人工臓器 36(3)

      ページ: 213-214

    • NAID

      10025704106

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] マイクロ波と拍動循環を駆使した無細胞化技術による再生促進型大動脈弁2006

    • 著者名/発表者名
      岩崎清隆, 尾崎重之, 川井貴裕, 他
    • 雑誌名

      人工臓器 33(2)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 生体内に酷似したバイオリアクターシステムによる強度のある3層血管の創生2006

    • 著者名/発表者名
      Christina Paz, 梅津光生, Charles Vacanti
    • 雑誌名

      人工臓器 33(2)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Innovative Bioreactor Technologies Produces a Completely Decellularized and Pre-endothelialized Functional Aortic Heart Valve2005

    • 著者名/発表者名
      K.Iwasaki, S.Ozaki, T.Kawai, S.Yamaguchi, M Eto, Y.Ohba, Y.Ohzeki, M.Umezu
    • 雑誌名

      Proceedings of the 12^<th> International Conference on Biomedical Engineering (CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] マイクロ波照射かつ拍動循環による処理は大動脈弁を強度維持したまま完全無細胞化しα1-3ガラクトース抗原も除去する2005

    • 著者名/発表者名
      岩崎清隆, 尾崎重之, 川井貴裕, 山口晋平, 江藤元治, 大庭幸裕, 大関泰宏, 梅津光生
    • 雑誌名

      第43回日本人工臓器学会予講集,人工臓器 Vol.34, No.2

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] マイクロ波及び拍動循環によるブタ組織の脱細胞化2005

    • 著者名/発表者名
      川井貴裕, 岩崎清隆, 尾崎重之, 山口晋平, 江藤元治, 大庭幸裕, 大関泰宏, 梅津光生
    • 雑誌名

      第27回日本バイオマテリアル学会大会予稿集

      ページ: 226-226

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] 脱細胞ウシ心膜の組織学的特性及び力学的特性に関する検討2008

    • 著者名/発表者名
      山口晋平、岩崎清隆、他
    • 学会等名
      弟7回日本再生医療学会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2008-03-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 人工臓器開発の経験を駆使した再生医療基盤技術の開発2008

    • 著者名/発表者名
      岩崎清隆、他
    • 学会等名
      第36回人工心臓と補助循環懇話会
    • 発表場所
      越後湯沢
    • 年月日
      2008-03-08
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] A robust artery engineered using the novel pulsatile pressure and flow bioreactor system controllable of favorable gas concentration2007

    • 著者名/発表者名
      Iwasaki K, et. al.
    • 学会等名
      Tissue Engineering and Regenerative Medicine International Society 2007 Asia Pacific Session
    • 発表場所
      Tokyo, JAPAN
    • 年月日
      2007-12-05
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Tissue engineered three-layered artery using hemodynamically-equivalent pulsatile bioreactor2007

    • 著者名/発表者名
      Iwasaki K, et. al.
    • 学会等名
      American Heart Association 2007 Scientific Session
    • 発表場所
      Orlando, USA
    • 年月日
      2007-11-06
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 再生医療技術の最前線(心臓弁の再生-体内で自己細胞により再生・自己化を誘導する無細胞化心臓弁の創生-)2007

    • 著者名/発表者名
      岩崎清隆
    • 総ページ数
      281
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 生命・医療・福祉ハンドブック(再生医療)2007

    • 著者名/発表者名
      岩崎清隆
    • 総ページ数
      190
    • 出版者
      コロナ社
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 生命・医療・福祉ハンドブック(人工弁)2007

    • 著者名/発表者名
      岩崎清隆
    • 総ページ数
      190
    • 出版者
      コロナ社
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 生命・医療・福祉ハンドブック再生医療2007

    • 著者名/発表者名
      岩崎清隆
    • 出版者
      コロナ社
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] 生命・医療・福祉ハンドブック 人工弁2007

    • 著者名/発表者名
      岩崎清隆
    • 出版者
      コロナ社
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.waseda.jp/wias/researches/monthly/spot_k_iwasaki.html

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] 移植用生体組織2006

    • 発明者名
      岩崎清隆, 梅津光生
    • 権利者名
      早稲田大学
    • 産業財産権番号
      2006-134651
    • 出願年月日
      2006-06-14
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

URL: 

公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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