血管内皮前駆細胞の流血下捕捉・内皮化による小口径人工血管の開発

2007 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 18300165
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 金沢工業大学
• 研究代表者: 松田 武久 金沢工業大学, ゲノム生物工学研究所, 教授 (60142189)
• 研究分担者: 渡邊 剛 金沢大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (60242492)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2007
• キーワード: 生体材料 / 細胞組織 / 人工血管 / 生体力学

研究概要

本研究では、これまで開発してきた要素材料と要素技術をより高精密化し、生体内流血下で他の大量に存在する血液細胞(血小板、白血球)は接着させず、内皮前駆細胞のみを選択的に捕捉し、経時的に内皮細胞への分化、増殖、単層形成化による新しい血管再建技術の設計概念、作動原理とプロトタイプ・デバイスを提唱し、臨床応用に極めて高い可能性を与えるシステムを世界で初めて提唱し、実証することにある。Insitu捕捉の作業原理は、内皮前駆細胞だけが有する細胞膜の受容体(レセプタ)を利用して、内皮前駆細胞のみを選択的に捕捉するものである。即ち、細胞に共通に発現している接着白質のレセプタ(インテグリン)を介さず、内皮前駆細胞のみに発現しているレセプタ(内皮増子因子Vascular Endothelial Growth Factor VEGF)のレセプタ(Flk-1、Flt-1等)を標的とし、VEGFあるいはレセプタの抗体を材料表面に固定することを、radia flow chamberで実証した(欧文誌投稿中)。ヘパリン重合体およびヘパリン含有人工細胞外マトリックスのゲル層の内腔面構築とVEGFあるいはFlk-1抗体の高密度表面固定化したマトリックス層を形成できた。恒常的に負荷される動脈力学場に感受し、拍動圧で伸縮する筒状弾性体は小ロ径の動脈血管の骨格基材高電圧防糸(Electrospining)法によってマイクロから数十ナノメートル径のファイバの形成技術を確立し、回転しながら左右に移動するマンドレル上に積出することによって均一な筒状不繊布を作製した。これらの技術を統合して動物実験(ブタ)に移行しつつある。

研究成果

• [雑誌論文] Shape-engineered fibroblasts:cell elasticity and actin cytoskeletal features characterized by fluorescence and atomic force microscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: S.Kidoaki, T.Matsuda.
  • 雑誌名: J Biomed Mater Res, A 81A(4) ページ: 803-810
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shape-engineered fibroblasts : cell elasticity and actin cytoskeletal features characterized by fluorescence and atomic force microscopy. (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Kidoaki, T. Matsuda.
  • 雑誌名: J Biomed Mater Res A. 81A(4) ページ: 803-810
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Photoiniferter-driven precision surface graft microarchitectures for biomedical applications (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Matsuda
  • 雑誌名: Advances in Polymer Science ページ: 67-106
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] New Technique of Seeding Chondrocytes into Microporous Poly(L-Lactide-co-ε-caprolactone) Sponge by Cyclic Compression Force-Induced Suction (2006)
  • 著者名/発表者名: J.Xie, Y.Jung, S.Kim, K.Hyun, H.Young, T.Matsuda
  • 雑誌名: Tissue Engineering 12(7) ページ: 1811-1820
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural features and mechanical properties of in situ-bonded meshes of segmented polyurethane electrospun from mixed solvents (2006)
  • 著者名/発表者名: S.Kidoaki, K.Il Kwon, T.Matsuda
  • 雑誌名: Journal of Biomedical Materials Research, Part B:Applied Biomaterials 76B(1) ページ: 219-229
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanical responses of a compliant electrospun(L-lactide-co-ε-caprolactone) small-diameter vascular graft (2006)
  • 著者名/発表者名: H.Inoguchi, K, Il Kown, E.Inoue, K.Takamizawa, Y.Maehara, T.Matsuda.
  • 雑誌名: Biomaterials 27 ページ: 1470-1478
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mini Review:Mock Circulatory Systems for Vascular Tissue Engineering (2006)
  • 著者名/発表者名: H.Inoguchi, T.Tanaka, Y.Maehara, T Matsuda.
  • 雑誌名: Inflammation and Regeneration 26(3) ページ: 175-180
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechano-Active Scaffold Design Based on Microporous Poly(L-lactide-co-ε-caprolactone) for Articular Cartilage Tissue Engineering:dependence of Porosity on Compression Force-Applied Mechanical Behaviors (2006)
  • 著者名/発表者名: J.Xie, M.Ihara, Y.Jung, IK.Kwon, SH.Kim, YH.Kim, T.Matsuda.
  • 雑誌名: Tissue Engineering 12(3) ページ: 449-458
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoiniferter-driven precision surface graft microarchitectures for biomedical applications (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Matsuda
  • 雑誌名: Advances in Polymer Science ページ: 67-106
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Structural features and mechanical properties of in situ-bonded meshes of segmented polyurethane electrospun from mixed solvents. (2006)
  • 著者名/発表者名: S. Kidoaki, K.Il Kwon, T. Matsuda
  • 雑誌名: Journal of Biomedical Materials Research, Part B : Applied Biomaterials 76B(1) ページ: 219-229
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Mechano-Active Scaffold Design Based on Microporous Poly(L-lactide-co-ε-caprolactone) for Articular Cartilage Tissue Engineering : dependence of Porosity on Compression Force-Applied Mechanical Behaviors. (2006)
  • 著者名/発表者名: J. Xie, M. Ihara, Y. Jung, K. Il Kwon, Il S. H. Kim, Y. H. Kim, T. Matsuda.
  • 雑誌名: Tissue Engineering 12(3) ページ: 449-458
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Mechanical responses of a compliant electrospun poly(L-lactide-co-ε-caprolactone) small-diameter vascular graft. (2006)
  • 著者名/発表者名: H. Inoguchi, Il K. Kwon, E. Inoue, K. Takamizawa, Y. Maehara, T. Matsuda.
  • 雑誌名: Biomaterials 27(8) ページ: 986-995
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] New Technique of Seeding Chondrocytes into Microporous Poly(L-lactide-co-ε-caprolactone) Sponge by Cyclic Compression Force-Induced Suction. (2006)
  • 著者名/発表者名: J. Xie, Y. Jung, S. Kim, K. Hyun, H. Young, T. Matsuda.
  • 雑誌名: Tissue Engineering. 12(7) ページ: 1811-1820
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Mini Review : Mock Circulatory Systems for Vascular Tissue Engineering. (2006)
  • 著者名/発表者名: H. Inoguchi, T. Tanaka, Y. Maehara, T. Matsuda.
  • 雑誌名: Inflammation and Regeneration. 26(3) ページ: 175-180
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Toward Development of in-situ Endothelialized Artificial Graft:Hydrodynamic Shear Stress Dependent Retention of Endothelial Cells Sdhered to a Vascular Endothelial Growth Factor-Fixed Surface
  • 著者名/発表者名: D.Kawahara, T.Matsuda.
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Luminal Surface Design of Electrospun Small-Diameter Graft Aiming at In-Situ Capture of Endothelial Progenitor Cell
  • 著者名/発表者名: K.Miyazu., D.Kawahara, H.Ohtake, G.Watanabe, T.Matsuda
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Toward Development of in-situ Endothelialized Artificial Graft : Hydrodynamic Shear Stress Dependent Retention of Endothelial Cells Sdhered to a Vaccular Growth Factor-Fixed Surface.
  • 著者名/発表者名: D. Kawahara, T. Matsuda.
  • 雑誌名: (Submitted)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Luminal Surface Design OF Electrospun Small-Diameter Graft Aiming At In-Situ Capture of Endothelial Progenitor Cell.
  • 著者名/発表者名: K. Miyazu, D. Kawahara, H. Ohtake, G. Watanabe, T. Matsuda.
  • 雑誌名: (Submitted)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [図書] Living and Controlled Polymerization:Synthesis, Characterization and Properties of the Respective Polymers and Copolymers (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Matsuda
  • 総ページ数: 109-129
  • 出版者: Precision surface graft architecture using photoiniferter technique
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より