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臓器機能再生のための臓器内流動代謝融合可視化法による評価技術の確立

研究課題

研究課題/領域番号 19K04173
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分19010:流体工学関連
研究機関東京都立大学

研究代表者

小原 弘道  東京都立大学, システムデザイン研究科, 准教授 (80305424)

研究分担者 松野 直徒  旭川医科大学, 医学部, 特任教授 (00231598)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード機械灌流 / 臓器移植 / 臓器工学 / 機能評価 / 可視化 / 臓器機械灌流 / 移植医療 / 流れの可視化計測 / 近赤外計測 / 臓器再生 / 臓器機能評価
研究開始時の研究の概要

提供臓器不足は移植医療の大きな課題である.このような臓器に対して機能維持を図りさらには機能回復再生を目指す機械臓器灌流技術があり,臓器機能を再生し移植へつなぐために移植用臓器の評価技術の革新が求められている.本研究では,臓器内に灌流液を灌流する臓器機械灌流技術を用い,機能再生した臓器の定量的な評価技術確立のため,臓器深部の肝細胞の代謝も含め可視化可能な近赤外域領域情報を活用・融合し,ミクロ,マクロのマルチスケール計測により臓器機能を評価可能な臓器内流動・代謝融合可視化法を提案し,臓器移植のための機能評価技術を確立する.

研究成果の概要

確立された医療である臓器移植の唯一の課題は,提供臓器の不足であり,移植条件の悪い臓器や心停止後に提供される臓器を移植に適用するための研究が求められている.
本研究では,臓器機能保存や機能回復が可能な臓器灌流技術を用いて臓器機能の定量的な評価技術を提案した.臓器の機能評価手法は近赤外域の蛍光を利用するICG蛍光法と時空間温度流動計測法を融合し,流動情報,代謝情報と合わせミクロ,マクロな計測を融合した臓器内流動代謝融合可視化法を導入した.本手法により臓器移植のための機能評価技術を確立への基礎的な知見を整理し,本技術の有用性を示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果は従来の技術では移植につなぐことに課題のあった臓器を移植前に評価することを可能とすることを可能とするものである.社会的な意義として,移植可能臓器数の拡大を図ることができるのみならず,移植することのできなかった心臓停止後に提供される臓器の移植をおこなうための重要な機能評価を可能とする.従来は届けることのできなかった臓器を届け,一つでも多くのいのちをつなぐことを可能とするものである.また,学術的には体外に取り出しされた臓器を統合的に機能評価可能とすることにより,今後の再生医療研究の発達のために必要な基盤技術として,また体外での臓器構築のための研究技術として重要なものである.

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うちオープンアクセス 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 肝臓機械灌流のためのAI技術を援用したデジタルバイオプシによる流動代謝融合評価手法2021

    • 著者名/発表者名
      小原 弘道、二方 幹弥、佐藤 優樹、中條 哲也、暮地本 宙己、絵野沢 伸、李 小康、松野 直徒
    • 雑誌名

      Organ Biology

      巻: 28 号: 2 ページ: 142-146

    • DOI

      10.11378/organbio.28.142

    • NAID

      130008068832

    • ISSN
      1340-5152, 2188-0204
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Beneficial effects of end-ischemic oxygenated machine perfusion preservation for split-liver transplantation in recovering graft function and reducing ischemia?reperfusion injury2021

    • 著者名/発表者名
      Ishii Daisuke、Matsuno Naoto、Gochi Mikako、Iwata Hiroyoshi、Shonaka Tatsuya、Nishikawa Yuji、Obara Hiromichi、Yokoo Hideki、Furukawa Hiroyuki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 22608-22608

    • DOI

      10.1038/s41598-021-01467-0

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 機械学習を援用する臓器機能評価のための肝臓内画像流動計測法2020

    • 著者名/発表者名
      長谷川 海地、小原 弘道、松野 直徒、中條 哲也、絵野沢 伸、平野 俊彦
    • 雑誌名

      Organ Biology

      巻: 27 ページ: 191-196

    • NAID

      130007888705

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Tensile behavior and extensional viscosity of bile2019

    • 著者名/発表者名
      Minh Nguyen Ngoc、Obara Hiromichi、Shimokasa Kenji、Zhu Junfang
    • 雑誌名

      Biorheology

      巻: 56 号: 4 ページ: 237-252

    • DOI

      10.3233/bir-190216

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 命をとどける移植医療のための臓器機械灌流技術2021

    • 著者名/発表者名
      小原 弘道、松野 直徒、中條 哲也、墓地本 宙己、李 小康
    • 学会等名
      日本機械学会倍エンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 機械灌流における ICG 代謝の時空間変化を用いた肝臓機能評価2021

    • 著者名/発表者名
      小原弘道,二方幹弥,中條哲也,暮地本宙己, 石井大介,岩田浩義,絵野沢伸,李小康,松野直徒
    • 学会等名
      移植学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 過小肝のための機械灌流中における時空間温度計測による虚血障害予測法の提案2021

    • 著者名/発表者名
      小原弘道,佐藤優樹,中條哲也,暮地本宙己, 石井大介,岩田浩義,絵野沢伸,李小康,松野直徒
    • 学会等名
      日本移植学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 時空間温度分布計測を用いた DCD 肝臓の機械灌流による虚血再灌流障害評価2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤優樹、小原弘道、山本明槻,二方幹弥,中條哲也、暮地本宙己、Mohd Zin Nur Khatijah、石井大介,岩田浩義,絵野沢伸,李小康,松野直徒
    • 学会等名
      日本移植学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 肝臓機械灌流のためのデジタルバイオプシによる流動代謝融合評価手法2021

    • 著者名/発表者名
      小原弘道、山本明槻,佐藤優樹、二方幹弥,中條哲也、暮地本宙己、絵野沢伸,李小康,松野直徒
    • 学会等名
      臓器保存生物医学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 移植医療のための臓器機械灌流中の血管応答を用いた肝臓機能評価法2020

    • 著者名/発表者名
      渡辺大智,小原弘道, 松野直徒,中條哲也
    • 学会等名
      日本機械学会年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 臓器機械灌流を活用した温度勾配分布計測による虚血障害予測2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤優樹,小原弘道,松野直徒,渡辺大智,二方 幹弥,中條哲也,絵野沢伸,平野俊彦,暮地本宙己,古川博之,梨井 康
    • 学会等名
      日本移植学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 移植医療のための臓器機械灌流による肝動脈圧緩和特性を用いた迅速肝臓機能評価法2020

    • 著者名/発表者名
      渡辺 大智,小原 弘道,佐藤 優樹,二方 幹弥,中條哲也 、平野俊彦,絵野沢伸,梨井 康,松野 直徒
    • 学会等名
      人工臓器学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Liver viability assessment for machine perfusion with flow distribution visualization methods using a thermography2019

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa K., Matsuno N., Enosawa S., Hirano T., Yoshikawa R., Morito N., Obara H
    • 学会等名
      International Liver Transplantation Society Annual Congress 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Liquid-Liquid two layer flow for medical cell therapy2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Nozaki, Tomoki Morikawa, Hiromichi Obara
    • 学会等名
      International Congress on Multiphase Flow 2019(ICMF 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 再生医療時代に向けた臓器工学2019

    • 著者名/発表者名
      小原弘道
    • 学会等名
      日本機械学会 イブニングセミナー
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 流れで機能をつなぐ臓器工学2019

    • 著者名/発表者名
      小原弘道
    • 学会等名
      日本高分子学会武蔵野地区高分子懇話会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ICG イメージングバイオプシによる虚血障害予測手法の検討2019

    • 著者名/発表者名
      二方 幹弥,小原弘道,松野直徒,渡辺大智,長谷川海地,朱イシュン 中條哲也,絵野沢伸,平野俊彦,古川博之
    • 学会等名
      臓器保存生物医学会講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械学習を援用する肝臓内画像流動計測法に向けた基礎検討2019

    • 著者名/発表者名
      長谷川海地,小原弘道,松野直徒,二方 幹弥,渡辺大智,朱イシュン 中條哲也,絵野沢伸,平野俊彦,古川博之
    • 学会等名
      臓器保存生物医学会講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 臓器移植・再生医療のための機械灌流における流体工学2019

    • 著者名/発表者名
      小原弘道,朱蔚駿,渡辺大智,長谷川 海地,二方幹弥,松野直徒
    • 学会等名
      日本機械学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 小原弘道,長谷川 海地,渡辺 大智,二方 幹弥, 吉川 遼 ,松野直徒2019

    • 著者名/発表者名
      移植用臓器機能評価のための臓器内近赤外時空間可視化計測
    • 学会等名
      日本機械学会流体部門講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] 灌流バッグ及び灌流装置2021

    • 発明者名
      小原弘道・松野直徒
    • 権利者名
      小原弘道・松野直徒
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-170279
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-03-27  

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