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脱細胞化異種由来セルフリー・デバイスを核に患者体内で再生される代用血管の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22K19570
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分55:恒常性維持器官の外科学およびその関連分野
研究機関京都府立医科大学

研究代表者

神田 圭一  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (60295649)

研究分担者 小田 晋一郎  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (50529873)
川尻 英長  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40515235)
権代 竜郎  京都府立医科大学, 医学部附属病院, 専攻医 (00970906)
渡辺 太治  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任助教 (20448723)
山南 将志  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任助教 (30438204)
夜久 均  京都府立医科大学, その他部局等, 学長 (50295648)
田地川 勉  関西大学, システム理工学部, 准教授 (80351500)
五條 理志  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90316745)
上 大介  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任講師 (80415588)
研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2024年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2023年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード生体内組織工学 / 自家移植 / 他科移植 / 臨床応用の拡大 / 脱細胞化処理 / 異種移植 / 物理特性最適化
研究開始時の研究の概要

これまで再生医療技術による組織工学代用血管は『含有する生きた自家細胞が組織再生を促す』と言うコンセプトで開発されてきたがこの発想を転換し、自家細胞では無く含有する細胞外マトリックスが有する組織再生のための『理想的な足場』としての構造と機能に着目した。マトリックスのみで自家結合組織代用血管を凌駕する組織再生誘導能を持つ、細胞を含まない保存可能な異種由来のセルフリー・デバイスを開発する。今回の研究ではこのデバイスを宿主皮下へ短期間予備移植することにより自己組織形成を促進させ、短期間で強度と組織適合性がさらに高められた代用血管を作成する方法を開発する。

研究実績の概要

引き続き結合組織代用血管に化学処理・脱細胞化処理を加える研究を行った。
本年度は主に脱細胞処理法についての見直しを行った。まずこれまで行ってきた界面活性剤を灌流する方法を改良することにより、生体内組織工学代用血管の脱細胞化処理短縮を試みたが、還流法で全体で約7時間までの短縮が可能となった。処理法そのものについても以前用いて還流法から、さらなる手技の簡略化および短縮を目指して別の方法を導入した。グラフトが粗な構造であるため通常の生体血管の脱細胞処理よりも短時間かつ簡便な処理法の適用が可能と考えた。そこでより処理効率を高めるために、処理液を還流する方法ではなく、大量の処理液中に作成したグラフトを浮遊させ強く振盪する方法を導入した。本法では複雑な還流装置が不要であるだけではなく、閉鎖された空間での清潔操作が確保しやすいという利点がある。さらに一度に大量の組織を処理できるため作業効率の向上が可能となり、将来的な産業化にも有利である。本法を用いた処理後の組織の評価で十分な脱細胞化が行えることが組織学的評価およびDNA定量で確認できた。また物理特性計測システムを用いて処理前後の検体を比較したところ、十分な強度が保持されていることも確認できた。短期パイロット試験として頸動脈への同種パッチ移植を行ったが良好な結果が得られつつある。この振盪法は、他科由来脱細胞化組織作成の工程の簡便化・迅速化・効率化につながるものと考えさらに研究を継続する予定である。今後は本処理法の最適化条件を検討し、更なる効率化を目指す。また実際に作成した組織の他科移植動物実験を積極的に行い、グラフトとしての有用性を検討するとともに、合わせて今後はこれまで行ってきた自家移植実験との比較も行う。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

順調に研究は進んでおり、徐々に成果報告も開始している。

今後の研究の推進方策

大量の処理液を用いて強く振盪する脱細胞化処理について様々な溶液の濃度・量、振盪処理条件を比較することにより、組織学的検討・DNA定量をもとにさらに最適化・効率化を目指す。さらに処理後の組織の物理特性計測を行うことにより物理的強度を安全に保つことが出来る処理条件を検討する。その後引き続き短期~中期の他科移植実験を継続する。合わせてこれまで行ってきた自家移植実験との比較も開始したいと考えている。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Development of a Simple and Short-Term Decellularization Procedure for in vivo Tissue-Engineered Vascular Grafts.2023

    • 著者名/発表者名
      Gondai T, Yamanami M, Inoue T, Kawajiri H, Kami D, Gojo S, Oda S, Kanda K.
    • 雑誌名

      Int. J. Artif. Organs.

      巻: 46(7) ページ: 426-426

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiple Pulmonary Artery Plasty with Tissue-Engineered Vascular Grafts.2022

    • 著者名/発表者名
      Takashi Nagase, Masaaki Yamagishi, Yoshinobu Maeda, Satoshi Asada, Hisayuki Hongu, Eijiro Yamashita, Rie Nakai, Hitoshi Yaku
    • 雑誌名

      Ann Thorac Surg

      巻: 12

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 同種由来結合組織膜を血管移植片として用いる試み:脱細胞処理の最適化と動物移植実験2024

    • 著者名/発表者名
      山南将志、権代竜郎、川尻英長、小田晋一郎、五條理志、神田圭一
    • 学会等名
      第23回日本再生医療学会,2024,新潟
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of a Simple and Short-Term Decellularization Procedure for In Vivo Allogeneic Tissue-Engineered Vascular Grafts.2023

    • 著者名/発表者名
      Tatsuro Gondai, Masashi Yamanami, Tomoya Inoue, Hidetake Kawajiri, Disuke Kami, Satoshi Gojo, Shinichiro Oda, Keiichi Kanda.
    • 学会等名
      49th Annual ESAO Congress, 2023, Italy.
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 振盪法による他家由来結合組織代用血管移植片の脱細胞化処理に関する基礎的検討.2023

    • 著者名/発表者名
      権代竜郎,山南将志,神田圭一,井上知也,川尻英長,渡辺太治,上大介,五條理志,夜久均.
    • 学会等名
      第51回日本血管外科学会,2023,東京.
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 先天性心疾患の外科治療領域における再生医療の試み - 自己心膜代用素材の開発2023

    • 著者名/発表者名
      前田 吉宣,小田 晋一郎, 浅田 聡, 藤田 周平, 本宮 久之, 山下 英次郎, 中辻 拡興, 永瀬 崇, 中井 理絵, 林 孝明, 神田 圭一, 山岸 正明, 夜久 均
    • 学会等名
      日本心臓血管外科学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Tissue Engineering. Improvement of the Simpler and Shorter Decellularization Procedure of In Vivo Tissue Engineered Vascular Graft Used for Allogeneic Transplantation.2022

    • 著者名/発表者名
      Tatsuro Gondai, Masashi Yamanami, Keiichi Kanda, Tomoya Inoue, Hidetake Kawajiri, Taiji Watanabe, Daisuke Kami, Satoshi Gojo, Hitoshi Yaku.
    • 学会等名
      ESAO Congress. 2022 September 6-10; Austria.
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 低形成肺動脈を合併する先天性心疾患におけるIn Vivo Tissue-Engineered Vascular Graftを用いた肺動脈拡大形成術の有用性と展望2022

    • 著者名/発表者名
      前田吉宣,山岸正明,小田晋一郎,浅田聡,藤田周平,本宮久之,中辻拡興,山下英次郎,永瀬崇,中井理絵,林孝明,神田圭一,夜久均
    • 学会等名
      第75回日本胸部外科学会,2022,横浜
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Tissue engineeringの基盤技術とその応用.先天性心疾患におけるIn Vivo Tissue-Engineered Vascular Graftの臨床応用2022

    • 著者名/発表者名
      小田晋一郎,前田吉宣,浅田聡,藤田周平,本宮久之,中辻拡興,山下英次郎,永瀬崇,中井理絵,林孝明,神田圭一,山岸正明,夜久均
    • 学会等名
      第60回日本人工臓器学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体吸収性素材の現状と医用への応用.生体内組織工学技術を用いて患者皮下で作製する自家結合組織血管移植片の 臨床応用拡大のための試み2022

    • 著者名/発表者名
      山南将志,神田圭一,権代竜郎,川尻英長,井上知也,渡辺太治,上大介,五條理志,前田吉宣,小田晋一郎,山岸正明,夜久均
    • 学会等名
      第60回日本人工臓器学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 同種由来生体材料を血管移植片として用いるための脱細胞化処理方法最適化の試み2022

    • 著者名/発表者名
      権代竜郎,山南将志,神田圭一,井上知也,川尻英長,渡辺太治,上大介,五條理志,夜久均
    • 学会等名
      第60回日本人工臓器学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-07-05   更新日: 2024-12-25  

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