様々な形状の軟骨組織の再構築を目指した回転培養法の開発

• 研究課題/領域番号: 23K09112
• 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56070:形成外科学関連
• 研究機関: 地方独立行政法人神奈川県立病院機構神奈川県立こども医療センター(臨床研究所)
• 研究代表者: 小林 眞司 地方独立行政法人神奈川県立病院機構神奈川県立こども医療センター(臨床研究所), 臨床研究所, 部長 (90464536)
• 研究分担者: 杉山 円 地方独立行政法人神奈川県立病院機構神奈川県立こども医療センター(臨床研究所), 臨床研究所, 医長 (90451814)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2025年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2023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: 軟骨再生 / 軟骨細胞 / 再生医療

研究開始時の研究の概要

顔面領域や肘膝関節などの組織変形に対する自家軟骨組織移植には、軟骨採取に伴う高度侵襲や量的制約などの問題がある。しかし、現在まで試験管内において、ヒト軟骨細胞からそのまま一期的に移植することができる軟骨組織を再構築することはできていない。我々はこの問題を解決するために、世界的にも全く行われていない回転培養法を考案し、培養軟骨細胞から足場材料を用いずに、変形性膝関節症に応用可能な軟骨フィルムなど様々な形態を再構築することに成功した。本研究の目的は、ヒト軟骨細胞由来の軟骨組織を再構築するために回転培養法の細胞操作技術を開発・改良し、隆鼻術や耳介再建術だけでなく変形性膝関節症にも適用することである。

研究実績の概要

頭蓋・顔面領域の組織変形に対する自家軟骨組織移植には、軟骨採取に伴う高度侵襲や量的制約などの問題がある。新規治療法としてヒト弾性軟骨細胞を用いた再生療法に対する期待が高まっているが、現在まで試験管内において、そのまま移植することができる軟骨組織を再構成することはできていない。我々はこの問題を解決するために、高速回転培養法を考案し試験管内で成熟軟骨組織を再構成することに成功した。
本研究の目的は、ヒト軟骨前駆・成熟細胞由来のヒト軟骨組織から臨床応用可能な力学的強度をもつ組織学的にも成熟した培養軟骨組織を再構築するための細胞操作技術を開発することである。
本年度は、すでに試作された高速回転装置を用いて軟骨細胞を培養し、高い再現性をもって軟骨組織塊を再構築することができた。また、新規の培養容器を作製し、膝関節に応用する軟骨フィルムや鼻変形に応用する軟骨塊など厚さ・面積が異なる形状の軟骨組織を再構築中である。

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

膝関節に応用する軟骨フィルムに対応する培地・サイトカインの選定でき、組織学的にも強度的にも臨床応用可能と思われる厚さ2mmまでの軟骨フィルムを再構築することができた。また、直径5mmの軟骨組織塊を再構築することに成功した。さらに形状の異なる軟骨組織を再構築するための新規培養容器をすでに作製し培養中である。

今後の研究の推進方策

すでに作製された新規培養容器を用いてより面積、体積ともに大きな軟骨組織を再構築し、評価（サイズ、重量、組織学的検討およびヤング率を含めた硬度計測）の検討を行う。