臨床応用を想定した "自己体内再生型"結合組織代用血管バイオチューブの多角的展開

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H05406
• 研究機関: 京都府立医科大学
• 研究代表者: 神田 圭一 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (60295649)
• 研究分担者: 坂井 修 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (10298432) ; 渡辺 太治 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任助教 (20448723) ; 山南 将志 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任助教 (30438204) ; 夜久 均 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (50295648) ; 田地川 勉 関西大学, システム理工学部, 准教授 (80351500) ; 上 大介 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (80415588) ; 五條 理志 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90316745) ; 井上 知也 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (50405289)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 生体内組織工学 / 自家移植 / 同種移植 / 異種移植 / 脱細胞処理 / 心臓血管代用組織

研究実績の概要

３０年度は２９年度に引き続き、自家移植実験を継続する一方で、適応拡大のためにShelf Ready Graft としての異種・同種組織応用技術の開発を進めた。２８年度より着手した脱細胞処理をさらに最適化し処理プロトコールを短縮、７時間程度で十分な脱細胞処理が行えるようになった。ＤＮＡ定量・物理特性も問題なく、動物移植実験が現実的となった。その後、脱細胞処理した径２ｍｍのビーグル犬由来バイオチューブをラット腹部大動脈に異種移植した。自家由来バイオチューブ同様に急速かつ良好な組織化と体循環環境下での強度を保持が確認できた。この研究については論文報告を行った。

一方で異種移植は臨床応用には安全性確保のためのハードルが高く、実際の使用にはまだ時間を要すると考えられる。そこで同種移植応用技術開発も昨年度同様に継続した。ビーグルを用いた同種移植実験では早期に組織化が完成しており、自家移植よりもさらに迅速な治癒過程が示された。臨床応用の際に移植適応されると想定される、ハイリスク患者・高齢者・未熟児など組織再生能力が低下した患者への応用には、健常な成人由来の同種バイオチューブの応用も、より実現性の高い選択肢として可能であると示唆された。物理特性については、組織が乾燥すると特性が変化してしまうことから、新たな計測用水槽を設計し、湿潤環境でおこなえるシステムを考案・設計し実現した。また新たにデジタル化されたシステムを用いて、より高精度かつ高速に定量的評価がISO基準に準拠して行えるようになった。様々な処理を行った組織について、より多くのパラメーターについて計測が行えるようなった。物理特性評価を脱細胞処理方法にフィードバックし動物移植実験をおこなうことにより、更に理想的なグラフト開発が行えると考えられた。今後も研究を継続する予定である。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Development of xenogeneic decellularized biotubes for off-the-shelf applications (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamanami Masashi，Kanda Keiichi，Kawasaki Takanori，Kami Daisuke，Watanabe Taiji，Gojo Satoshi, Yaku Hitoshi
  • 雑誌名: Artificial Organs 巻: Jan 30 2019 ページ: -
  • DOI: 10.1111/aor.13432
  • 査読あり
• [学会発表] エタノール・グルタールアルデヒド処理による生体内組織工学代用血管の物理特性変化 (2019)
  • 著者名/発表者名: 井上 知也，神田 圭一，山南 将志，渡辺 太治，坂井 修，上 大介，五條 理志，夜久 均
  • 学会等名: 第49回日本心臓血管外科学会学術総会
• [学会発表] 化学処理による自家結合組織代用血管の物性変化 (2019)
  • 著者名/発表者名: 井上 知也，神田 圭一，山南 将志，渡辺 太治，上 大介，五條 理志，夜久 均
  • 学会等名: 第18回日本心臓血管外科再生治療研究会
• [学会発表] In vivo tissue engineeringにより作製した異種・同種結合組織膜の血管移植片への応用 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山南 将志，神田 圭一，井上 知也，渡辺 太治，坂井 修，上 大介，五條 理志，夜久 均
  • 学会等名: 第18回日本再生医療学会総会
• [学会発表] エタノールおよびグルタールアルデヒド処理が生体内組織工学代用血管の物理特性に及ぼす影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 井上 知也，神田 圭一，山南 将志，渡辺 太治，坂井 修，上 大介，五條 理志，夜久 均
  • 学会等名: 第18回日本再生医療学会総会
• [学会発表] 生体内組織工学による結合組織管の臨床応用拡大に向けての取り組み (2019)
  • 著者名/発表者名: 神田 圭一，山南 将志，井上 知也，渡辺 太治，上 大介，五條 理志，夜久 均
  • 学会等名: 第18回日本再生医療学会総会
• [学会発表] Development of tissue engineered decellularized connective tissue membrane for allogeneic arterial patch implantation (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamanami Masashi，Kanda Keiichi，Morimoto Kazuki，Inoue Tomoya，Watanabe Taiji，Sakai Osamu，Kami Daisuke，Gojo Satoshi, Yaku Hitoshi
  • 学会等名: The 5th Tissue Engineering and Regenerative Medicine International Society World Congress (TERMIS-WC 2018)
  • 国際学会
• [学会発表] シンポジウム2 ＜再生医療＞生体内組織工学を用いた自家・他家移植用代用血管壁の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 神田圭一
  • 学会等名: 第１７回日本組織移植学会総会・学術集会
• [学会発表] Application of tissue engineered decellularized connective tissue membrane for allogeneic arterial patch implantation (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamanami Masashi，Kanda Keiichi，Morimoto Kazuki，Inoue Tomoya，Watanabe Taiji，Sakai Osamu，Kami Daisuke，Gojo Satoshi, Yaku Hitoshi
  • 学会等名: The 45th Annual Congress of the European Society for Artificial Organs (ESAO 2018)
  • 国際学会
• [学会発表] Improbement of the durability and reliability of in vivo tissue engineered vascular tissues by chemical modification (2018)
  • 著者名/発表者名: Inoue Tomoya，Kanda Keiichi，Yamanami Masashi，Watanabe Taiji，Sakai Osamu，Yaku Hitoshi
  • 学会等名: The 45th Annual Congress of the European Society for Artificial Organs (ESAO 2018)
  • 国際学会
• [学会発表] Development of in vivo tissue engineered decellularized connective tissue membrane for allogeneic cardiovascular grafts (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamanami Masashi，Kanda Keiichi，Morimoto Kazuki，Inoue Tomoya，Watanabe Taiji，Sakai Osamu，Kami Daisuke，Gojo Satoshi, Yaku Hitoshi
  • 学会等名: The 16th International Society for Applied Cardiovascular Biology Meeting (ISACB 2018)
  • 国際学会
• [学会発表] 脱細胞化同種結合組織膜の血管移植片への応用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山南 将志，神田 圭一，森本 和樹，井上 知也，渡辺 太治，坂井 修，上 大介，五條 理志，夜久 均
  • 学会等名: 第56回日本人工臓器学会大会
• [学会発表] 化学処理による結合組織管（バイオチューブ）の物理特性変化に対する検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 井上 知也，神田 圭一，山南 将志，渡辺 太治，坂井 修，上 大介，五條 理志，夜久 均
  • 学会等名: 45th Annual Congress of the European Society for Artificial Organs (ESAO 2018)
  • 国際学会