多元的な臓器工学的アプローチによる(超)小口径人工血管の開発

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06557075
• 研究機関: 国立循環器病センター
• 研究代表者: 松田 武久 国立循環器病センター研究所, 生体工学部, 部長 (60142189)
• 研究分担者: 高市 成子 国立循環器病センター研究所, 循環器形態部, 室長 (00093930) ; 菅原 隆 国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 研究員 (70235860) ; 中山 泰秀 国立循環器病センター研究所, 生体工学部, 研究員 (50250262) ; 高見沢 計一 国立循環器病センター研究所, 生体工学部, 研究員 (10163312) ; 関 淳二 国立循環器病センター研究所, 生体工学部, 室長 (20163082)
• キーワード: 人工血管 / 血管壁再構築 / 骨格 / マトリックス / サイトカイン

研究概要

病変血管の置換手術として人工血管による再建術が行なわれているが、内径6mm以下の小口径人工血管の開存性は極めて悪く、口径3〜4mmにおいては臨床応用可能な人工血管は現時点ではない。また、口径1mm以下の超小口径人工血管の開発は全く未踏分野である。閉塞に至る主要因子として、移植初期では血栓形成、慢性期では吻合部に好発する内膜肥厚による狭窄であることが指摘されている。従って、これらの問題を克服すれば、高度生体適合性を有する(超)小口径人工血管が開発でき、循環系医学へ大いに貢献できることになる。
研究代表者らは、(1)人工材料と血液相互作用及び血栓形成過程、(2)人工基材と細胞挙動及び組織形成過程、(3)表面光化学に基づく人工基材の微細加工技術の研究を系統的に展開し、これらの基盤の上に、最近3、4年は新しい設計思想による(4)階層性ハイブリッド血管壁組織体形成によるハイブリッド小口径人工血管の開発、及び
(5)ハイブイッド組織体の力学的ストレス負荷による分子・細胞レベルでの配向・形質変換(合成型平滑筋細胞の収縮型への変換)についてのバイオメカニクス的研究を行なってきた。本研究で開発した人工血管はこれらの研究の成果をもとにした、新しい概念、材料設計及び成型加工技術に基づくものである。
本年度では次の各要素因子:1)移植初期においては非血栓性、2)多孔質化による外側と内腔間の細胞交通性による組織の侵入促進、3)血管壁組織の再構築と機能化、4)宿主血管との力学的適合性、5)任意の口径、膜厚、多孔度及び長さが制御でき、簡便で再現性のある成型加工技術を組み込み、研究代表者らによって新しく見い出されたバイオメカニクス、バイオマテリアル及びバイオロジーの基盤原理を複合化した臓器工学的手法によって、(超)小口径人工血管の開発を意図した。これらの並列的研究は各々初期の目標を達成した。

研究成果

• [文献書誌] N.Saito,T.Sugawara,T.Matsuda: "Synthesis and Hydrophilicity of Multifunctionally Hydroxylated Poly (acrylamides)" Macromolecules. 29. 313-319 (1996)
• [文献書誌] H.Kito,T.Matsuda: "Biocompatible Coatings for Luminal and Outer Surfaces of Small-Caliber Artifical Grafts" Journal of Biomedical Materials Research. 30. 321-330 (1996)
• [文献書誌] J.Hirai,T.Matsuda: "Venous Reconstruction Using Hybrid Vascular Tissue Composed of Vascular Cells and Collagen : Tissue Regeneration Process" Cell Transplantation. 5. 93-105 (1996)
• [文献書誌] K.doi,Y.Nakayama,T.Matsuda: "Novel compliant and Tissue-Permeable Microporous Polyurethare Vascular Prosthesis Fabricated Using and Excimer Laser Ablation Technique" Journal of Biomedical Materials Resarch. 31. 27-33 (1996)
• [文献書誌] T.Matsuda,Y.Nakayama: "Surface microarchitectural design in biomedical opplications : In VITRO transmural endothelialination on microporous segmented polyurethane films fabricated using an excimer laser" Journal of Biomedical Materials Resarch. 31. 235-242 (1996)
• [文献書誌] M.Tanahashi,T.Kokubo,T.Matsuda: "Quantitative assessment of apatite formation via a biomimatic method using quartz crystal microbalance" Journal of Biomedical Materials Resarch. 31. 243-249 (1996)
• [文献書誌] T.Matsuda,T.Sugawara: "Synthesis of Multifunctional,Nonionic Vinyl Polymers and Their ^<13>C Spin-Lattice Relaxation Times in Deuterium Oxide Solutions" Macromolecules. 29. 5375-5383 (1996)
• [文献書誌] T.Sugawara,T.Matsuda: "Synthesis of phenylazido-derivatized substances and photochemical surface modification to immobilize functional groups" Journal of Biomedical Material Research. 32. 157-164 (1996)