血管柄付き立体再生臓器モデルの作成と灌流培養法の確立

• 研究課題/領域番号: 17K11532
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 形成外科学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 飯田 拓也 東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (00398603)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: Reconstructive Surgery / 人工皮弁 / 遊離皮弁 / 人工臓器 / 灌流培養 / 立体臓器

研究成果の概要

まず脂肪由来幹細胞の培養と人工骨への播種を行った。脂肪を酵素処理して幹細胞を培養後、人工骨に播種しさらに培養した。作成後に電子顕微鏡で観察した結果、scaffoldの表面にも細胞接着が認められ、また内部にも細胞が生着していた。続いてこれをヌードラットに埋入し人工骨皮弁モデルを作成した。顕微鏡下にラット大腿動静脈近傍に幹細胞播種済人工骨を埋入した。人工骨への血管の進入が十分進んだと思われる8週後に、血管柄付き骨皮弁として挙上した。摘出した組織はマイクロCTを用いて骨化の程度を評価したところ、高いbone mineral densityを認め、骨化が進んでいると考えられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

腫瘍や外傷等による組織欠損に対して、マイクロサージャリーを用いた自家組織移植が行われているが、皮弁採取部の犠牲が大きい。これを解決するために、再生医療を用いて少量の細胞から大きな組織・器官を作成し、再生組織を生体内に埋入して再生組織内への血管網の構築を図ることで“Prefabricated flap”として遊離皮弁を作成する技術の開発を行った。今回の研究では脂肪幹細胞を人工骨に播種してラット皮下に埋入し血管柄付き骨皮弁のモデルを作成できた。現時点では比較的小さな人工骨にとどまっているが、今後、血管様の組織を付加することによって、臨床に用いうる大きな人工骨弁の作成が可能と思われた。