凍結および真空乾燥ヒト羊膜を利用した新規呼吸器外科領域被覆材の創製

• 研究課題/領域番号: 19K09290
• 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55040:呼吸器外科学関連
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 永安 武 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (80284686)
• 研究分担者: 土肥 良一郎 長崎大学, 病院(医学系), 助教 (00817786) ; 長井 一浩 長崎大学, 病院(医学系), 准教授 (30304942) ; 上松 聖典 長崎大学, 病院(医学系), 講師 (30380843) ; 土谷 智史 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 准教授 (30437884) ; 北岡 隆 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (80234235) ; 高木 克典 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 客員研究員 (90635856)
• 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: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: 羊膜 / 胸膜 / 癒着防止 / 中皮 / 再生医療 / 中皮細胞 / 胸膜癒着 / 胸膜欠損 / 悪性胸膜中皮腫 / 肺瘻 / 気管支瘻

研究開始時の研究の概要

羊膜は出産後に通常廃棄されるが、再生医療分野での新しい生体由来の素材として応用され始めている。一方で、呼吸器外科領域での使用を目的とした研究や報告はほぼ皆無である。本研究では、当施設の羊膜バンク(カテゴリーI)との共同研究により、羊膜の抗炎症、組織修復、癒着防止作用に着目し、呼吸器外科領域での有効性を検証する。具体的には、動物モデルを用いてA)胸膜の修復用材としての有効性、B)気管、気管支再建部の被覆用材としての有効性を検証する。さらにA) B)のモデルにおいて、-80℃で保存された基質羊膜、液体窒素に保存された細胞成分の残った膜、真空凍結乾燥によって保存された乾燥羊膜の効果を比較したい。

研究成果の概要

本研究では、当施設の羊膜バンク(カテゴリーI)との共同研究により、羊膜の抗炎症、組織修復、癒着防止作用に着目し、呼吸器外科領域での有効性を検証した。ラットの壁側胸膜を焼灼して開胸胸膜癒着モデルを作成し、肺表面に-80℃で保存されたヒト羊膜を張って癒着防止効果を調べたが、癒着防止効果はなかった。羊膜付着部には強い炎症性癒着があり、異物反応による癒着の可能性も考えられた。次に呼吸運動による肺表面の移動距離の大きな大型動物である、ブタを開胸した胸膜癒着モデルを作成したが、やはり強い癒着が起きた。この結果から、異種の羊膜は、異物反応あるいは炎症反応を誘起するという仮説と逆の結果が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

胸膜の癒着防止が可能となれば、悪性胸膜中皮腫での胸膜剥皮術後に起こる胸膜の広範欠損、骨髄移植後や肺移植待機患者に起きる致死的なair leak syndromeへの全肺被覆用材として、さらには気胸を含む通常の呼吸器外科手術時の胸膜損傷に対する部分的な胸膜被覆、気管・気管支吻合部の創傷治癒促進など、呼吸器外科分野における再生医療への臨床応用が可能となる。しかしながら、本研究では異種の凍結羊膜は、異物反応あるいは炎症反応を誘起するという仮説と逆の結果が得られた。癒着防止にはやはり中皮細胞が必要であると考えられ、現在は羊膜の絨毛側に中皮細胞を播種することで、胸膜癒着防止医用材料を開発している。