生体内組織工学技術による結合組織膜を用いた先天性心疾患に対する肺動脈拡大術の試み

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19H03742
• 研究機関: 京都府立医科大学
• 研究代表者: 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)
• 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), 特任助教 (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) ; 山岸 正明 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任教授 (40182422) ; 夜久 均 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (50295648) ; 井上 知也 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 客員講師 (50405289) ; 田中 秀央 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (60236619) ; 神田 圭一 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (60295649) ; 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) ; 小田 晋一郎 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (50529873) ; 権代 竜郎 京都府立医科大学, 医学部附属病院, 専攻医 (00970906)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 生体内組織工学 / 先天性心疾患 / 結合組織 / 再生医療 / 血管移植片 / 同種移植

研究実績の概要

理想的な血管補填物の開発は、生体適合性、抗血栓性、成長可能性を兼ね備えることが求められている。しかし未だ理想的な血管補填物が開発されていないのが現状である。この問題を解決するため、最近は組織工学的アプローチが行われており、その中でも我々は患者の皮下で簡単かつ安全に作製できる自己結合組織からなる代用血管を開発し、先天性心疾患患児への肺動脈パッチ拡大術への応用を報告した。本研究の目的は、臨床応用を進め、長期的な安全性や成長可能性を確認することである。
一方で小児では皮膚の面積が限られ、心疾患による低栄養状態が良好な結合組織膜形成を妨げる恐れがある。そこで、親の皮下で移植片を作製し患児へ移植する同種移植のオプションも基礎実験にて検討する。
肺動脈拡張パッチの臨床応用については数例実施し、術後経過は良好である。今後、さらに長期の経過観察を行う予定である。
基礎実験では、同種由来の結合組織膜の抗原性を除去する必要がある。本研究では、界面活性剤による脱細胞化技術を用いることにした。脱細胞化条件の最適化を行い、短時間での処理が可能となるよう振盪方法を工夫し、処理時間の最適化が行えた。さらに脱細胞処理後の力学的強度を確認するため、引張試験で強度測定を行った。その結果、脱細胞前後で強度の有意差は認めず、脱細胞処理を行っても強度が保たれていることがわかった。
これらの結果を踏まえ、今後は動物移植実験へ研究を進める予定である。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本研究の目的の一つである臨床応用をさらに進めていくことについては、これまでに数例の臨床応用を達成できており、術後経過も良好で長期の経過観察も行えていることから、研究は概ね順調に進展していると言える。
ただ、もう一つの目的である基礎研究については、COVID-19の感染拡大に伴う緊急事態宣言などの影響で、共同研究施設との打ち合わせや共同実験などが行えず、一時的に研究そのものを中断せざるを得ない状況が続いたため、研究としては当初の予定より遅れている状態であるものの、脱細胞化処理の最適化については達成できており、脱細胞処理後の力学的強度が保たれていることも判明した。
この結果をふまえ、本年度は脱細胞化処理結合組織膜をビーグル犬頚動脈へパッチ移植し、研究を進めていく予定である。

今後の研究の推進方策

今後の臨床応用では症例を増やしながら、これまでの症例の経過を慎重に観察し、研究計画に従って進める予定である。
基礎研究では、脱細胞処理の最適化がほぼ完了しており、今後は動物移植実験に移行する予定である。動物移植実験後は、超音波検査で形態学的評価を行い、所定期間後に移植片を摘出し組織学的評価も実施する。

研究成果

• [学会発表] 生体内組織工学技術を用いて患者皮下で作製する自家結合組織血管移植片の臨床応用拡大のための試み (2022)
  • 著者名/発表者名: 山南 将志，神田 圭一，権代 竜郎，川尻 英長，井上 知也，渡辺 太治，上 大介，五條 理志，前田 吉宣，小田 晋一郎，山岸 正明，夜久 均
  • 学会等名: 第60回日本人工臓器学会大会
• [学会発表] 同種由来生体材料を血管移植片として用いるための脱細胞化処理方法最適化の試み (2022)
  • 著者名/発表者名: 権代 竜郎，山南 将志，神田 圭一，井上 知也，川尻 英長，渡辺 太治，上 大介，五條 理志，夜久 均
  • 学会等名: 第60回日本人工臓器学会大会
• [学会発表] 先天性心疾患におけるIn Vivo Tissue-Engineered Vascular Graftの臨床応用 (2022)
  • 著者名/発表者名: 小田 晋一郎，山岸 正明，山南 将志，前田 吉宣，浅田 聡，藤田 周平，本宮 久之，山下 英次郎，永瀬 崇，林 孝明，神田 圭一
  • 学会等名: 第60回日本人工臓器学会大会
• [学会発表] IMPROVEMENT OF THE SIMPLER AND SHORTER DECELLULARIZATION PROCEDURE OF IN VIMO TISSUE ENGINEERED VASCULAR GRAFT USED FOR ALLOGENEIC TRANSPLANTATION (2022)
  • 著者名/発表者名: Gondai T, Yamanami M, Kanda K, Inoue T, Kawajiri H, Watanabe T, Kami D, Gojo S, Yaku H
  • 学会等名: the 48th European Society for Artificial Organs (ESAO) Congress
  • 国際学会