再生医工学による成長可能な人工腱索の開発

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13671410
• 研究機関: 東京女子医科大学
• 研究代表者: 小坂 由道 東京女子医科大学, 医学部, 助手 (90297507)
• 研究分担者: 新岡 俊治 東京女子医科大学, 医学部, 講師 (20192122) ; 青木 満 東京女子医科大学, 医学部, 講師 (80175736) ; 黒澤 博身 東京女子医科大学, 医学部, 教授 (50075511)
• キーワード: 腱細胞 / 生体吸収性ポリマー / 腱索 / ティッシュエンジニアリング / 再生心臓弁 / 心臓外科

研究概要

心臓弁膜症に対する外科的治療は人工弁置換術と弁形成術の二つに分類される。成人弁膜症における人工弁置換術の遠隔成績は比較的良好である。しかし、感染、抗凝固療法による出血、血栓症の合併症などの問題は未だ存在し、人工物を使用する限り避けられない。小児例においてはさらに、成長に伴う人工弁サイズのミスマッチが問題となる。近年では弁輪リング、Gore-Tex糸を用いた弁形成術の成績が安定し、的広範囲も拡大され、可能な限り人工弁使用を避ける趨勢にある。本研究は再生医工学の手法によりヒト腱細胞を用いて人工腱索を作成し上記人工物の代替えとすることを目的とした。作成された組織は自己細胞の残した自己組織であるため、成長も期待できると考えられる。これらにより小児例にも使用可能な手術用補填物の作成ができ、弁形成術のさらなる適応拡大が得られると考えられる。
1.イヌ、房室弁腱索からの人工腱索作成
まず、心内組織から元の腱索に匹敵する力学的強度をもつ人工組織が作成可能であるか確認する。犠牲死イヌから房室弁組織を切除し、組織培養液廚で十分な細胞数が得られるまで培養した。準備実験から約3週間で十分な細胞数が得られた。その後、生分解性ポリマーに播種した。ポリマーは約8週間で吸収されるようにデザインした。一週間ポリマー上で培養した後、吸入麻酔下のヌードマウスの皮下に移植した。約10週間後にマウスを犠牲死せしめ、皮下より移植片を取り出した。これらを組織学的、電顕学的に検討し、さらにコラーゲンタイプ、定量等の生化学的検討を加え、最終的には引張試験により力学的検査を行った。
2.イヌ、アキレス腱からの人工腱索作成
イヌ自己細胞を用いて上記と同様な細胞培養の後イヌ腹腔内に構造物を移植し腱索の作成を試みた。

研究成果

• [文献書誌] T.Shinoka: "Tissue Engineered Heart Valves : Autologous Cell Seeding on Biodegradable Polymer Scaffold"Artificial Organ. 26. 522-526 (2002)
• [文献書誌] Naito Y, Imai Y, Shin'oka T, Aoki M, Kashiwagi, Konuma T, Kurosawa H: "A Successful Clinical Application of Tissue Engineered Graft for Extracardiac Fontan Operation"Journal of Thoracic & Cardiovascular Surgery. 125. 419-420 (2002)
• [文献書誌] T.Hiramatsu, Y.Imai, H.Kurosawa, Y.Takanashi, M.Aoki, T.Shin'oka: "Effects of dilutional and modified ultrafiltration in plasma endothelin-1 and pulmonary vascular resistance after the fontan procedure"Ann Thorac Surg. 73. 862-865 (2002)
• [文献書誌] Kashiwagi J, Imai Y, Aoki M, Shin'oka T, Hagino I, Nakazawa M: "An arterial switch operation for a concordant crisscross heart with the complete transposition of the great arteries"Journal of Thoracic & Cardiovascular Surgery. 124. 176-178 (2002)
• [文献書誌] T.Hiramatsu, Y.Imai, H.Kurosawa, Y.Takanashi, M.Aoki, T.Shin'oka: "Midterm results of surgical treatment of systemic ventricular outflow obstruction in Fontan patients"Ann Thorac Surg. 73. 1282-1285 (2002)