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本研究では、圧力駆動型の生体模倣システム（PD-MPS）を用いて、微小血管組織の生体外培養における新たな方法を提案した。従来、シリンジポンプやペリスタポンプのような流量を制御するポンプを使用して血管組織の培養液を灌流する場合、血管組織が確実に形成された後に灌流を行わないと、強い力で形成途中の血管組織やハイドロゲル自体を破壊する恐れがある。しかし、PD-MPSを使用することで、空気圧を用いてハイドロゲルに培養液を浸透させながら血管組織を形成することが可能であることが明らかになった。
本研究では、PD-MPSにヒト臍帯血由来血管内皮細胞（HUVEC）と間葉系幹細胞（MSC）を包埋したフィブリンゲルを導入し、2kPaの加圧で培養液を灌流した。その結果、フィブリンゲル内に内包されたHUVECが自発的に血管組織を構築する様子が確認された。また、血管組織の形成に伴い、培養液の流量の増加が確認された。一方、同様の構成で培養液を灌流せずに静置培養を行った場合、血管組織の形成は確認されなかった。
これらの結果から、PD-MPSを用いることで、ハイドロゲルに培養液を浸透させながら血管組織を形成することが可能であり、従来の方法よりも簡便かつ血管組織の形成を促進することが示された。
以上の研究成果をもとに特許出願するとともに学会発表を行った。
今後、PD-MPSを用いて、血液脳関門モデルやオルガノイド培養、がんの転移試験等への利用が期待される微小血管の生体外培養系の開発にさらに取り組んでいくことが必要である。
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