光造形と体内造形の融合による自家組織バイオバルブ心臓弁の開発とTAVIへの展開

• 研究課題/領域番号: 26293314
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 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: 中山 泰秀 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, その他部局等, その他 (50250262)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円); 2016年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2015年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2014年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
• キーワード: バイオバルブ / 心臓弁 / 再生医療 / 生体内組織形成術 / 移植・再生医療 / 外科 / 細胞・組織 / 生体機能利用 / バイオリアクター

研究成果の概要

3Dプリンターを用いて鋳型を作製することができ、それを埋め込むことで皮下を組織構築の場にしてバイオバルブ心臓弁を作製することができた。得られたバイオバルブをビーグル犬やヤギに移植することで、高圧系及び低圧系の両者で自己弁に近い性能を持って機能し得ることを示すことができた。生きたグラフトとして生着できる可能性が高く、成人に加えて小児の大動脈弁置換や肺動脈弁置換などに対して有望な人工弁となることが期待された。

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] Mechanical properties of human autologous tubular connective tissues(human biotubes) obtained from patients undergoing peritoneal dialysis (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasuhide Nakayama, Yoshiyuki Kaneko, Yoshiaki Takewa Y, Noriko Okumura
  • 雑誌名: JOURNAL OF BIOMEDICAL MATERIALS RESEARCH PART B: APPLIED MATERIALS 巻: 104 号: 7 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1002/jbm.b.33495
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Preparation and characterization of directed, one-day-self-assembled millimeter-size spheroids of adipose-derived mesenchymal stem cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Iwai, Yasushi Nemoto, Yasuhide Nakayama
  • 雑誌名: J Biomed Mater Res Part A 巻: 104A 号: 1 ページ: 305-312
  • DOI: 10.1002/jbm.a.35568
  • 査読あり
• [雑誌論文] Patch tracheoplasty in body tissue engineering using collagenous connective tissue membranes (biosheets) (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Hoshi et al
  • 雑誌名: J Pediatr Surg 巻: 51(2) 号: 2 ページ: 244-8
  • DOI: 10.1016/j.jpedsurg.2015.10.068
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of an in vivo tissue-engineered valved conduit (type S biovalve) using a slitted mold. (2015)
  • 著者名/発表者名: Funayama M, Furukoshi M, Moriwaki T, Nakayama Y.
  • 雑誌名: J Artif Organs. 巻: 18(4) 号: 4 ページ: 382-6
  • DOI: 10.1007/s10047-015-0856-7
  • 査読あり / 国際共著
• [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] Successful implantation of autologous valved conduits with self-expanding stent (stent-biovalve) within the pulmonary artery in beagle dogs. (2015)
  • 著者名/発表者名: Funayama M, Matsui Y, Tajikawa T, Sasagawa T, Saito Y, Sagishima S, Mizuno T, Mizuno M, Harada K, Uchida S, Shinoda A, Iwai R, Nakayama Y, Uechi M.
  • 雑誌名: J Vet Cardiol. 巻: 17(1) 号: 1 ページ: 54-61
  • DOI: 10.1016/j.jvc.2014.12.003
  • 査読あり
• [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] In situ observation and enhancement of leaflet tissue formation in bioprosthetic "biovalve". (2015)
  • 著者名/発表者名: Funayama M, Takewa Y, Oie T, Matsui Y, Tatsumi E, Nakayama Y.
  • 雑誌名: J Artif Organs. 巻: 18(1) 号: 1 ページ: 40-7
  • DOI: 10.1007/s10047-014-0793-x
  • 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 Organ 巻: 未定
• [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] In-body tissue-engineered collagenous connective tissue membranes (BIOSHEETs) for potential corneal stromal substitution. (2013)
  • 著者名/発表者名: Takiyama N, Uechi M, Nakayama Y, et. al.
  • 雑誌名: J Tissue Eng Regen Med. 巻: - 号: 10 ページ: E518-E526
  • DOI: 10.1002/term.1859
  • 査読あり
• [学会発表] 生体内組織形成術(IBTA)によるバイオバルブ開発2017 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中山泰秀
  • 学会等名: 第16回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2017-03-07
• [学会発表] Long-term Follow-up Results after Allogenic Implantation of In-body Tissue-engineered Heart Valves (Biovalves) as a Pulmonary Valve in a Goat Model (2017)
  • 著者名/発表者名: Yasuhide Nakayama
  • 学会等名: Heart Valve Society Scientific Meeting 2016
  • 発表場所: Monaco
  • 年月日: 2017-03-02
  • 国際学会
• [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1）、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: 第54回日本人工臓器学会大会
  • 発表場所: 米子
  • 年月日: 2016-11-23
• [学会発表] In Body Tissue Engineering Approach for Autologous 3D Tissue Fabrication and Their Clinical Application (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasuhide Nakayama
  • 学会等名: Biofabrication 2016 Conference
  • 発表場所: Winston-Salem
  • 年月日: 2016-10-29
  • 国際学会
• [学会発表] Type SC Biovalve Aortic Valve Based on In-Body Tissue Architecture (IBTA): Design, In Vivo Fabrication and Animal Implantation (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasuhide Nakayama, Yoshiaki Takewa Hirohito Sumikura, Eisuke Tatsumi
  • 学会等名: 7th Biennial Heat Valve Biology and Tissue Engineering Meeting
  • 発表場所: Hilton Head Island
  • 年月日: 2016-10-12
  • 国際学会
• [学会発表] A Novel Autologous Heart Valve with Growth Potential (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Takewa , Y. Nakayama, H. Sumikura, N. Naito, K. Iizuka, K. Kanda, E. Tatsumi
  • 学会等名: European Society for Cardiology
  • 発表場所: Roma
  • 年月日: 2016-08-27
  • 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 ProperFes, Valvular FuncFons, and In Vivo Performance (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakayama Y, Talewa Y, Moriwaki T, Sumikura H, Funayama M, Furukoshi M, Tatsumi E, Miyamoto S, Okamoto K.
  • 学会等名: American Heart Association Scientific Sesson 2015
  • 発表場所: Orlando, USA
  • 年月日: 2015-11-07
  • 国際学会
• [学会発表] Funayama M, Furukoshi M, Moriwaki T, Nakayama Y (2015)
  • 著者名/発表者名: In vivo tissue-engineered, autologous, valved conduits “Biovalves” with robust wall tissues
  • 学会等名: European Society of Cardiology
  • 発表場所: London, United Kingdom
  • 年月日: 2015-08-29
  • 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: Y. Takewa , Y. Nakayama , H. Sumikura , N. Naito , K. Kanda , T. Tajikawa , T. Tanaka , E. Tatsumi
  • 学会等名: European Society of Cardiology
  • 発表場所: London, United Kingdom
  • 年月日: 2015-08-29
  • 国際学会
• [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: XLI Annual ESAO Congress
  • 発表場所: Roma
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [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, Kanda k, tajikawa T, Tanaka T, Tatsumi E
  • 学会等名: European Society for Cardiology (ESC) Congress 2014
  • 発表場所: Barcelona
  • 年月日: 2014-08-30 – 2014-09-03
• [学会発表] 3D printer-based molding for the preparation of biovalve family in in-body tissue architecture technology (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakayama Y, Takewa Y, Uechi M, Kanda K, Moriwaki T, Oie T, Tanaka T, Sugiura H
  • 学会等名: Heart Valve Society of America, Valves in the Heart of the Big Apple VIII
  • 発表場所: New York
  • 年月日: 2014-05-08 – 2014-05-10
• [学会発表] Preparation of an autologous heart valve with a stent (stent-biovale) using the stent eversion method (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakayama Y, Mizuno T, Takewa Y, Sumikura H, Ohmuma 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
  • 発表場所: Nice
  • 年月日: 2014-04-27
• [備考] 卓越する国循
  • URL: http://www.ncvc.go.jp/about/excellence/07.html
• [備考] 生体再生技術研究会
  • URL: http://ibta.jp