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小口径合成人工血管の新生内膜誘導化修飾とミニブタ移植による開存化実証

研究課題

研究課題/領域番号 20H04522
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分90110:生体医工学関連
研究機関国立研究開発法人国立循環器病研究センター

研究代表者

山岡 哲二  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 部長 (50243126)

研究分担者 東 倫之  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 流動研究員 (70846534)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2022年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2021年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2020年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
キーワード小口径人工血管 / 延伸PTFE / 内膜誘導 / ペプチド修飾 / 開存率評価 / (必須)小口径人工血管 / .ペプチド修飾
研究開始時の研究の概要

未だ、実用化されていない小口径人工血管の大動物移植モデルでの開存化を大目標とする。具体的戦略として、我々が世界で初めて報告した脱細胞化小口径血管開発戦略である末梢循環細胞捕捉界面を、現在の中大後継人工血管の素材である延伸ポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)製血管に搭載する。初期血栓形成の抑制および内膜誘導促進技術の最適化によって、研究期間中に、構築界面に対する血液反応の詳細を明確にするとともに、開発血管の開存化を目指す。

研究成果の概要

我々は、血管内膜の再生に寄与する末梢血循環単核球細胞を補足する小口径血管戦略を、脱細胞化血管で報告してきた。この技術を産業化に優位な延伸ポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)血管に搭載するために、(1)高い細胞補足能と低い血小板粘着性を有するペプチドを独自に見出し、(2)表面修飾が困難なePTFEへの新しい表面グラフト重合反応を確立し、(3)ePTFE自体の凝固誘導性を抑制するためにリン脂質高分子を導入した。特に、ePTFEのアルゴンプラズマ後に続く光反応を利用した新たな表面グラフト重合は効率よく進行し、高い抗血栓性と細胞補足能を、ミニブタ体外循環モデルおよび末梢血管移植モデルで実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

循環末梢血単核球を補足する小口径人工血管開発戦略は、動物組織由来血管であり、また再生型の人工血管であるという特性から、その実用化には多くのハードルが存在する。すでに世界中で実績を有するePTFE性の血管に我々の技術を搭載できれば、世界で初めての小口径人工血管の開発事例となる。しかしながら、ePTFEの抗血栓性は小口径血管の開存化には不十分である。本研究では、搭載した3つの開存化戦略がいずれも有効に機能することがin vitro のみならずin situ、および in vivoで示された。今後、その開存率の検証を進めることで、下肢救済のみならず冠動脈バイパスへの応用にも期待される。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] <scp>REDV</scp> ‐modified decellularized microvascular grafts for arterial and venous reconstruction2022

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka Hiroki、Mahara Atsushi、Morimoto Naoki、Yamaoka Tetsuji
    • 雑誌名

      Journal of Biomedical Materials Research Part A

      巻: 110 号: 3 ページ: 547-558

    • DOI

      10.1002/jbm.a.37305

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of circulating cells interacted with integrin α4β1 ligand peptides REDV or HGGVRLY2021

    • 著者名/発表者名
      Y. -I Hsu, A.Mahara and *T. Yamaoka
    • 雑誌名

      Peptides

      巻: 136 ページ: 170470-170470

    • DOI

      10.1016/j.peptides.2020.170470

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] EDV-modified decellularized microvascular grafts for arterial and venous reconstruction2021

    • 著者名/発表者名
      H.Yamanaka,A.Mahara,N.Morimoto and T. Yamaoka
    • 雑誌名

      Journal of Biomedical Materials Research Part A

      巻: 110(3) ページ: 547-558

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Endothelial cell adhesion and blood response to hemocompatible peptide 1 (HCP-1), REDV, and RGD peptide sequences with free N-terminal amino groups immobilized on a biomedical expanded polytetrafluorethylene surface2021

    • 著者名/発表者名
      Liu Yihua、Mahara Atsushi、Kambe Yusuke、Hsu Yu-I.、Yamaoka Tetsuji
    • 雑誌名

      Biomaterials Science

      巻: 9 号: 3 ページ: 1034-1043

    • DOI

      10.1039/d0bm01396j

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Arg-Glu-Asp-Val Peptide Immobilized on an Acellular Graft Surface Inhibits Platelet Adhesion and Fibrin Clot Deposition in a Peptide Density-Dependent Manner2020

    • 著者名/発表者名
      Mahara Atsushi、Kojima Kentaro、Hirano Yoshiaki、Yamaoka Tetsuji
    • 雑誌名

      ACS Biomaterials Science & Engineering

      巻: 6 号: 4 ページ: 2050-2061

    • DOI

      10.1021/acsbiomaterials.0c00078

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modification of decellularized vascular xenografts with 8‐arm polyethylene glycol suppresses macrophage infiltration but maintains graft degradability2020

    • 著者名/発表者名
      Mahara Atsushi、Kitai Marina、Masunaga Hiroyasu、Hikima Takaaki、Ohya Yuichi、Sasaki Sono、Sakurai Shinichi、Yamaoka Tetsuji
    • 雑誌名

      Journal of Biomedical Materials Research Part A

      巻: 108 号: 10 ページ: 2005-2014

    • DOI

      10.1002/jbm.a.36960

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anti-platelet adhesion and in situ capture of circulating endothelial progenitor cells on ePTFE surface modified with poly(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine) (PMPC) and hemocompatible peptide 1 (HCP-1)2020

    • 著者名/発表者名
      Liu Yihua、Munisso Maria Chiara、Mahara Atsushi、Kambe Yusuke、Yamaoka Tetsuji
    • 雑誌名

      Colloids and Surfaces B: Biointerfaces

      巻: 193 ページ: 111113-111113

    • DOI

      10.1016/j.colsurfb.2020.111113

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Small-Diameter Synthetic Vascular Graft Immobilized with the REDV Peptide Reduces Early-Stage Fibrin Clot Deposition and Results in Graft Patency in Rats2020

    • 著者名/発表者名
      Mahara Atsushi、Li Minglun、Ohya Yuichi、Yamaoka Tetsuji
    • 雑誌名

      Biomacromolecules

      巻: 21 号: 8 ページ: 3092-3101

    • DOI

      10.1021/acs.biomac.0c00457

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 抗凝固剤フリーの大動脈機器弁の開発を目指して2022

    • 著者名/発表者名
      山岡 哲二
    • 学会等名
      第44回バイオマテリアル学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 脱細胞化組織などの生体組織由来医療機器に対する生体反応2022

    • 著者名/発表者名
      山岡 哲二
    • 学会等名
      第44回バイオマテリアル学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] A photoreactive peptide for improving surface antithrombosis and endothelialization of of aPTFE grafts2022

    • 著者名/発表者名
      Wei Zhang
    • 学会等名
      第44回バイオマテリアル学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Clinically desired small-diameter blood vessels for limb salvage: the ostrich carotid artery-derived acellular blood vessel with 2mm ID2022

    • 著者名/発表者名
      山岡 哲二
    • 学会等名
      The Pacific Polymer Conference (PPC17)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CLTIに対する新たな治療方法開発への取り組み③ダチョウ頸動脈を用いた小口径人工血管2022

    • 著者名/発表者名
      山岡 哲二
    • 学会等名
      第30回日本心血管インタベーション治療学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 世界初の小口径人工血管の臨床化にむけて~なぜダチョウであったか~2022

    • 著者名/発表者名
      山岡 哲二
    • 学会等名
      第22回抗加齢医学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Clinical application of ultrahigh hydrostatic pressure engineering2022

    • 著者名/発表者名
      山岡哲二
    • 学会等名
      2022 Hawaii - Joint Symposium - SFB + JSB
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 小口径脱細胞化血管内空の内膜誘導能をePET血管へ搭載する戦略2021

    • 著者名/発表者名
      山岡哲二
    • 学会等名
      第64回日本形成外科学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] PTFE表面機能化を可能にするアルゴンプラズマ処理/光反応ハイブリッドプロセス2021

    • 著者名/発表者名
      深澤 今日子
    • 学会等名
      第43回日本バイオマテリアル学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ePTFE血管への内膜再生誘導性ペプチド固定化と評価2020

    • 著者名/発表者名
      山岡 哲二
    • 学会等名
      第20回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 脱細胞化小口径血管開存のために要求される内腔表面特性2020

    • 著者名/発表者名
      山岡 哲二、徐 于懿、山中 浩気、古島 健太郎、ムニッソ マリア、森本 尚樹、平野 義明、馬原 淳
    • 学会等名
      第49回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ペプチド修飾ePTFEと血球との相互作用解明2020

    • 著者名/発表者名
      東 倫之、山岡 哲二
    • 学会等名
      第49回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 血中循環細胞補捉能を有する小口径脱細胞化血管の開存メカニズム解析2020

    • 著者名/発表者名
      山岡 哲二、徐 于懿、ムニッソ マリア、東 倫之、馬原 淳
    • 学会等名
      第63回 日本形成外科学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [産業財産権] 脱細胞化組織の製造方法及び脱細胞化組織2021

    • 発明者名
      山岡哲二、馬原 淳、森本尚樹、山本敬史
    • 権利者名
      山岡哲二、馬原 淳、森本尚樹、山本敬史
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-187307
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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