生体内組織形成術により作製したバイオバルブの全人工心臓への応用

• 研究課題/領域番号: 25670603
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 心臓血管外科学
• 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: 住倉 博仁 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 特任研究員 (20433998)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2013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: バイオバルブ / 全人工心臓 / 人工弁 / 自己組織 / 模擬循環回路

研究成果の概要

本研究では、皮下などの体内を組織構築の場(バイオリアクター)にして自己組織からなる移植片を作製する生体内組織形成術を応用し、全人工心臓用バイオバルブの開発を行った。バイオバルブ作製用の鋳型を設計、試作し、大動物の皮下でバイオバルブを作製した。全人工心臓への応用を目的とし、①ステンレスリング付バイオバルブ、②ステント付バイオバルブ、③導管付バイオバルブの計3種類を試作した。作製したバイオバルブを拍動流模擬循環回路に接続し生体外評価試験を行った結果、全人工心臓に適用可能な性能を示した。3種類のバイオバルブの評価結果を基に、全人工心臓の血液ポンプに組み込むための血液ポンプ用バイオバルブを作製した。

研究成果

• [雑誌論文] Development of a stent-biovalve with round-shaped leaflets: in vitro hydrodynamic evaluation for transcatheter pulmonary valve implantation (TPVI). (2016)
  • 著者名/発表者名: Sumikura H, Nakayama Y, Ohnuma K, Takewa Y, Tatsumi E.
  • 雑誌名: J Artif Organs 巻: 19(4) 号: 4 ページ: 357-363
  • DOI: 10.1007/s10047-016-0909-6
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Sutureless aortic valve replacement using a novel autologous tissue heart valve with stent (stent biovalve): proof of concept (2015)
  • 著者名/発表者名: Kishimoto S, Takewa Y, Nakayama Y, Date K, Sumikura H, Moriwaki T, Nishimura M, Tatsumi E
  • 雑誌名: J Artif Organs 巻: 18(2) 号: 2 ページ: 185-190
  • DOI: 10.1007/s10047-015-0817-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of self-expanding valved stents with autologous tubular leaflet tissues for transcatheter valve implantation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Funayama M, Sumikura H, Takewa Y, Tatsumi E, Nakayama Y.
  • 雑誌名: J Artif Organs 巻: 未定 号: 3 ページ: 228-235
  • DOI: 10.1007/s10047-015-0820-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vitro hydrodynamic evaluation of a biovalve with stent (tubular leaflet type) for transcatheter pulmonary valve implantation (2015)
  • 著者名/発表者名: Sumikura H, Nakayama Y, Ohnuma K, Kishimoto S, Takewa Y, Tatsumi E
  • 雑誌名: J Artif Organs 巻: 18(4) 号: 4 ページ: 307-314
  • DOI: 10.1007/s10047-015-0851-z
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] In-body tissue engineered aortic valve (Biovalve type VII) architecture based on 3D printer molding (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakayama Y, Takewa Y, Sumukura H, Yamanami M, Matsui Y, Oie T, Kishimoto Y, Arakawa M, Ohnuma K, Kanda K, Tatsumi E
  • 雑誌名: J Biomed Mater Res B Appl Biomater 巻: (in press) 号: 1 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1002/jbm.b.33186
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] In vitro evaluation of a novel autologous aortic valve (Biovalve) with a pulsatile circulation circuit (2014)
  • 著者名/発表者名: Sumikura H, Nakayama Y, Ohmuma K, Takewa Y, Tastumi E
  • 雑誌名: Artif Organs 巻: (in press) 号: 4 ページ: 282-9
  • DOI: 10.1111/aor.12173
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of an autologous heart valve with a stent (stent-biovalve) using the stent eversion method (2014)
  • 著者名/発表者名: Mizuno T, Takewa Y, Sumikura H, Ohnuma K, Moriwaki T, Yamanami M, Oie T, Tatsumi E, Uechi M, Nakayama Y
  • 雑誌名: J Biomed Mater Res B Appl Biomater 巻: Dec 9 号: 5 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1002/jbm.b.33086
  • 査読あり
• [雑誌論文] ウェアラブル式空気圧駆動装置の全置換型人工心臓システムへの応用の基礎的検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 住倉博仁, 本間章彦, 大沼健太郎, 妙中義之, 武輪能明, 梅木昭秀, 水野敏秀, 築谷朋典, 片桐伸将, 藤井 豊、角田幸秀、向林 宏、片野一夫、福井康裕、巽 英介
  • 雑誌名: 電気学会論文誌Ｃ（電子・情報・システム部門誌） 巻: 134 号: 6 ページ: 839-847
  • DOI: 10.1541/ieejeiss.134.839
  • NAID: 130004870061
  • ISSN: 0385-4221, 1348-8155
  • 査読あり
• [学会発表] 生体内組織形成術で作製した心臓弁の長期移植評価と生きたグラフトとしての可能性の検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 武輪能明、中山泰秀、住倉博仁、飯塚 慶、秋山大地、片桐伸将、竹下大輔、巽 英介
  • 学会等名: 日本再生医療学会総会 (16)
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2017-03-07
• [学会発表] 自家組織からなる心臓弁の長期移植評価と組織学的検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 武輪能明、中山泰秀、住倉博仁、飯塚 慶、秋山大地、片桐伸将、竹下大輔、妙中義之
  • 学会等名: 日本再生医療学会総会 (16)
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2017-03-07
• [学会発表] Long-term evaluation of a novel autologous tissue heart valve (2017)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Nakayama Y, Sumikura H, Iizuka K, Akiyama D, Tatsumi E
  • 学会等名: The Heart Valve Society 2017 Scientific Meeting
  • 発表場所: Monte Carlo
  • 年月日: 2017-03-02
  • 国際学会
• [学会発表] 成長に対応可能な心臓血管外科手術用グラフトの開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 武輪能明、中山泰秀、住倉博仁、飯塚 慶、秋山大地、妙中義之、巽 英介
  • 学会等名: 日本心臓血管外科学会学術集会 (47)
  • 発表場所: 港区
  • 年月日: 2017-02-27
• [学会発表] バイオバルブ心臓弁の長期移植評価と生きたグラフトとしての可能性の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 武輪能明、中山泰秀、住倉博仁、飯塚 慶、秋山大地、片桐伸将、竹下大輔、小崎智史、妙中義之、巽 英介
  • 学会等名: 日本人工臓器学会大会 (54)
  • 発表場所: 米子市
  • 年月日: 2016-11-23
• [学会発表] 皮下に埋植して作製した生体人工弁は次世代の代替心臓弁になり得るか？ (2016)
  • 著者名/発表者名: 武輪能明、中山泰秀、住倉博仁、飯塚 慶、秋山大地、片桐伸将、竹下大輔、妙中義之、巽 英介
  • 学会等名: 日本人工臓器学会大会 (54)
  • 発表場所: 米子市
  • 年月日: 2016-11-23
• [学会発表] Long-term evaluation of a novel a autologous bioprothetic valve as a vital graft (2016)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Nakayama Y, Sumikura H, Iizuka K, Akiyama D, Kozaki S, Tatsumi E
  • 学会等名: American Heart Association Scientific Sessions 2016
  • 発表場所: New Orleans
  • 年月日: 2016-11-12
  • 国際学会
• [学会発表] Long term evaluation of a novel versatile bioprosthetic valve made by autologous tissues (2016)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Nakayama Y, Sumikura H, Iizuka K, Katagiri N, Takeshita D, Tatsumi E
  • 学会等名: Annual Congress of the European Society for Artificial Organs (43)
  • 発表場所: Warsaw
  • 年月日: 2016-09-14
  • 国際学会
• [学会発表] A novel autologous heart valve with in-body tissue engineering (2016)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Nakayama Y, Sumikura H, Iizuka K, Akiyama D, Tatsumi E
  • 学会等名: 2016 Annual Conference of the Asia-Pacific Society for Artificial Organs
  • 発表場所: Tianjin
  • 年月日: 2016-08-27
  • 国際学会
• [学会発表] A novel autologous heart valve with growth potential (2016)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Nakayama Y, Sumikura H, Naito N, Iizuka K, Kanda E, Tatsumi E
  • 学会等名: European Society of Cardiology Congress
  • 発表場所: Rome
  • 年月日: 2016-08-27
  • 国際学会
• [学会発表] A feasibility study of a novel autologous heart valve (2016)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Nakayama Y, Sumikura H, Naito N, Iizuka K, Tatsumi E
  • 学会等名: American Society for Artificial Internal Organs (62)
  • 発表場所: San Francisco
  • 年月日: 2016-06-15
  • 国際学会
• [学会発表] Development of a novel autologous bioprosthesis (2016)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Nakayama Y, Sumikura H, Naito N, Tatsumi E
  • 学会等名: International Congress of the European Society for Cardiovascular and Endovascular Surgery (65)
  • 発表場所: Belgrade
  • 年月日: 2016-04-21
  • 国際学会
• [学会発表] A novel autologous heart valve with growth potential (2016)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Nakayama Y, Sumikura H, Naito N, Tatsumi E
  • 学会等名: The Heart Valve Society Scientific Meeting 2016
  • 発表場所: New York
  • 年月日: 2016-03-17
  • 国際学会
• [学会発表] Biovalve type SC: In vivo tissue-engineered autologous 3D heart valvular tissue. Mold design, excellent mechanical properties, valvular functions and in vivo performances (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakayama Y, Takewa Y, Sumikura H, Moriwaki T, Furukoshi M, Funayama M, Tatsumi E
  • 学会等名: The Heart Valve Society Scientific Meeting 2016
  • 発表場所: New York
  • 年月日: 2016-03-17
  • 国際学会
• [学会発表] 将来有望な自己組織からなる生体弁の開発研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 武輪能明, 中山泰秀, 内藤敬嗣, 住倉博仁, 竹下大輔, 飯塚慶, 田中孝晴, 妙中義之, 巽英介
  • 学会等名: 日本人工臓器学会大会 (53）
  • 発表場所: 文京区
  • 年月日: 2015-11-19
• [学会発表] A novel versatile bioprosthetic valve made by autologous tissues maintaining growth potential (2015)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Nakayama Y, Sumikura H, Naito N, Iizuka K, Furukoshi M, Tanaka T, Tatsumi E
  • 学会等名: American Heart Association Scientific Sessions 2015
  • 発表場所: Orlando
  • 年月日: 2015-11-07
  • 国際学会
• [学会発表] Development of in vivo, tissue-engineered, autologous, 3D heart valvular tissue, type SC biovalve with excellent mechanical properties, valvular functions, and in vivo performances (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakayama Y, Takewa Y, Moriwaki T, Sumikura H, Miyamoto S, Funayama M, Furukoshi M, Tatsumi E
  • 学会等名: American Heart Association Scientific Sessions 2015
  • 発表場所: Orlando
  • 年月日: 2015-11-07
  • 国際学会
• [学会発表] Improvement and evaluation of biovalve with stent for transcatheter pulmonary valve implantation (2015)
  • 著者名/発表者名: Sumikura H, Nakayama Y, Ohnuma K, Takewa Y, Tatsumi E
  • 学会等名: Annual European Society for Artificial Organs Congress (42)
  • 発表場所: Leuven
  • 年月日: 2015-09-02
  • 国際学会
• [学会発表] Development of a tailor made valve with autologous tissue (2015)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Nakayama Y, Sumikura H, Naito N, Kanada K, Tajikawa T, Tanaka T, Tatsumi E
  • 学会等名: Ａnnual European Society for Artificial Organs Congress (42)
  • 発表場所: Leuven
  • 年月日: 2015-09-02
  • 国際学会
• [学会発表] A tailor made valve surgery with a novel autologous bioprosthesis (2015)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Nakayama Y, Sumikura H, Naito N, Kanada K, Tajikawa T, Tanaka T, Tatsumi E
  • 学会等名: European Society of Cardiology Congress 2015
  • 発表場所: London
  • 年月日: 2015-08-29
  • 国際学会
• [学会発表] In-body tissue engineered heart valve (biovalve) can be engrafted as vital tissues (2015)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Nakayama Y, Naito N, Sumikura H, Kanda K, Tajikawa T, Tatsumi E, Tanaka T
  • 学会等名: American Society for Artificial Internal Organs (61)
  • 発表場所: Chicago
  • 年月日: 2015-06-24
  • 国際学会
• [学会発表] Development of successful implantation of a novel autologous valve substitute(biovalve) with transcatheter technique (2014)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Nakayama Y, Kishimoto S, Date K, Sumikura H, Kanda K, Tajikawa T, Tanaka T, Taenaka Y, Tatsumi E
  • 学会等名: American Heart Association Scientific Sessions 2014
  • 発表場所: Chicago
  • 年月日: 2014-11-15 – 2014-11-19
• [学会発表] 生体内組織形成術による次世代型自家組織心臓弁の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 武輪能明, 中山泰秀, 岸本 諭, 伊達数馬, 住倉 博仁, 神田圭一, 田地川 勉, 田中孝晴, 妙中義之, 巽 英介
  • 学会等名: 日本人工臓器学会大会 (52)
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2014-10-17 – 2014-10-19
• [学会発表] チューブ型ステントバイオバルブにおける弁葉寸法の最適化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 住倉 博仁, 中山泰秀, 大沼健太郎, 武輪能明, 巽 英介
  • 学会等名: 日本人工臓器学会大会 (52)
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2014-10-17 – 2014-10-19
• [学会発表] 自己組織由来人工心臓弁（バイオバルブ）を用いた外科的大動脈弁置換術の動物実験評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岸本 諭, 武輪能明, 中山泰秀, 住倉 博仁, 伊達数馬, 西村元延, 巽 英介
  • 学会等名: 日本人工臓器学会大会 (52)
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2014-10-17 – 2014-10-19
• [学会発表] 自己組織からなる心臓弁 (Biovalve) の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 武輪能明, 中山泰秀, 岸本 諭, 伊達数馬, 住倉 博仁, 神田圭一, 田地川 勉, 田中孝晴, 妙中義之, 巽 英介
  • 学会等名: 日本胸部外科学会定期学術集会 (67)
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2014-09-30 – 2014-10-03
• [学会発表] In vitro evaluation of a novel autologous biovalve with a stent for pulmonary valve (2014)
  • 著者名/発表者名: Sumikura H, Nakayama Y, Ohnuma K, Takewa Y, Tatsumi E
  • 学会等名: Annual ESAO (European Society for Artificial Organs) Congress (41)
  • 発表場所: Rome
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [学会発表] Development of a novel autologous heart valve (biovalve stent) for transcatheter implantation (2014)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Nakayama Y, Kishimoto S, Date K, Sumikura H, Kanda K, Tanaka T, Tatsumi E
  • 学会等名: Annual ESAO (European Society for Artificial Organs) Congress (41)
  • 発表場所: Rome
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [学会発表] Pilot study of biovalve with stent as surgical aortic valve replacement in a goat model (2014)
  • 著者名/発表者名: Kishimoto S, Takewa Y, Nakayama Y, Date K, Sumikura H, Nishimura M, Tatsumi E
  • 学会等名: Annual ESAO (European Society for Artificial Organs) Congress (41)
  • 発表場所: Rome
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [学会発表] Histological change of a novel autologous tissue engineered heart valve after implantation (2014)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Nakayama Y, Sumikura H, Kishimoto S, Date K, Tajikawa T, Tanaka T, Tatsumi E
  • 学会等名: Biennial Meeting on Heart Valve Biology & Tissue Engineering (6)
  • 発表場所: London
  • 年月日: 2014-09-10 – 2014-09-12
• [学会発表] Key factors to develop histogenesis in a novel autologous heart valve implantation (2014)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Nakayama Y, Sumikura H, Kishimoto S, Date K, Wieloch R, Kanada K, Tajikawa T, Tanaka T, Tatsumi E
  • 学会等名: European Society of Cardiology Congress 2014
  • 発表場所: Barcelona
  • 年月日: 2014-08-30 – 2014-09-03
• [学会発表] Development of noble autologous heart valve (Biovalve) (2014)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Nakayama Y, Sumikura H, Date K, Wieloch R, Kanda K, Tajikawa T, Tanaka T, Taenaka Y, Tatsumi E
  • 学会等名: American Society for Artificial Internal Organs (60)
  • 発表場所: Washington D.C.
  • 年月日: 2014-06-18 – 2014-06-21
• [学会発表] 肺動脈弁用ステントバイオバルブの IN VITRO 機能評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 住倉 博仁, 中山泰秀, 大沼健太郎, 武輪能明, 巽 英介
  • 学会等名: 日本バイオレオロジー学会年会 (37)
  • 発表場所: さいたま市
  • 年月日: 2014-06-05 – 2014-06-06
• [学会発表] Long term evaluation of in-body tissue engineered heart valve (Biovalve) (2014)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Nakayama Y, Kishimoto S, Date K, Sumikura H, Kanda K, Tajikawa T, Taenaka Y
  • 学会等名: Annual Joint Scientific Meeting of the Heart Valve Society of America and Society for Heart Valve Disease (6)
  • 発表場所: New York
  • 年月日: 2014-05-08 – 2014-05-10
• [学会発表] A novel autologous valve substitute (Biovalve) available for various type of cardiac valve protheses (2014)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Nakayama Y, Kishimoto S, Date K, Wieloch R, Sumikura H, Kanda K, Tajikawa T, Tanaka T, Taenaka Y, Tatsumi E
  • 学会等名: International Congress of the European Society for Cardiovascular and EndoVascular Surgery (63)
  • 発表場所: Nice
  • 年月日: 2014-04-24 – 2014-04-27
• [学会発表] Preparation of an autologous heart valve with a stent(stent-biovalve) using the stent eversion method (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakayama Y, Mizuno T, Takewa Y, Sumikura H, Ohnuma K, Moriwaki T, Yamanami M, Oie T, Tatsumi E, Kanda K
  • 学会等名: International Congress of the European Society for Cardiovascular and EndoVascular Surgery (63)
  • 発表場所: Nice
  • 年月日: 2014-04-24 – 2014-04-27
• [学会発表] 自己組織心臓代用弁（バイオバルブ）の生体外機能評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 住倉博仁、中山泰秀、大沼健太郎、武輪能明、巽英介
  • 学会等名: 第36回日本バイオレオロジー学会
  • 発表場所: 福岡市
• [学会発表] Development of a novel autologous valve with a stent (Biovalve stent) for transcatheter implantation (2013)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Nakayama Y, Arakawa M, Yamanami M, Kishimoto S, Atsuta Y, Ohnuma K, Sumikura H, Mizuno T, Kanda K, Tajikawa T, Taenaka Y, Tatsumi E
  • 学会等名: American Society for Artificial Internal Organs (59)
  • 発表場所: Chicago
• [学会発表] Development of a novel autologous valve with stent (Biovalave stent) for TAVI (2013)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Nakayama Y, Arakawa M, Yamanami M, Ohnuma K, Sumikura H, Tajikawa T, Kanada K, Taenaka Y, Tatsumi E
  • 学会等名: Heart Valve Society of America 7th Biennial congress
  • 発表場所: Venice
• [学会発表] Systemic application of a completely autologous valved conduit (BIOVALVE Type VIII) prepared by in body tissue architecture technology in a goat model (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakayama Y, Takewa Y, Sumikura H, Yamanami M, Ohnuma K, Kanda K, Tatsumi E
  • 学会等名: Heart Valve Society of America 7th Biennial congress
  • 発表場所: Venice
• [学会発表] Evaluation of novel autologous heart valve (Biovalve Stent) for transcatheter aortic valve implantation (2013)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Kanada K, Nakayama Y, Sumikura H, Taenaka Y, Tajikawa T, Tatsumi E, Yamanami M
  • 学会等名: European Society for Artificial Organs (40)
  • 発表場所: Glasgow
• [学会発表] Novel stent eversion method for the preparation of autologous valve with stent (Stent-Biovalve) (2013)
  • 著者名/発表者名: Mizuno T, Takewa Y, Sumikura H, Ohnuma K, Tsujinaka T, Yamanami M, Tatsumi E, Nakayama Y
  • 学会等名: European Society for Artificial Organs (40)
  • 発表場所: Glasgow
• [学会発表] 自己組織からなる心臓人工弁Biovalveの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 武輪能明、中山泰秀、山南将志、熱田祐一、岸本諭、伊達数馬、住倉博仁、大沼健太郎、水野荘司、神田圭一、田地川勉、田中孝晴、妙中義之、巽英介
  • 学会等名: 第51回日本人工臓器学会大会
  • 発表場所: 横浜市