組織工学的に皮下で作製した心臓弁（バイオバルブ）の大動脈系自家移植による性能評価

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23659677
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 胸部外科学
• 研究機関: 独立行政法人国立循環器病研究センター
• 研究代表者: 武輪 能明 独立行政法人国立循環器病研究センター, 研究所, 室長 (20332405)
• 連携研究者: 巽 英介 国立循環器病研究センター, 研究所, 部長 (00216996) ; 中山 泰秀 国立循環器病研究センター, 研究所, 部長 (50250262) ; 梅木 昭秀 国立循環器病研究センター, 研究所, 室員 (60596344)
• 研究協力者: 住倉 博仁 国立循環器病研究センター, 研究所, 研究員 (20433998) ; 大沼 健太郎 国立循環器病研究センター, 研究所, 研究員 (50527992)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 自家組織 / 大動脈根部 / 組織工学 / 心臓弁 / 生体外組織工学 / バイオリアクター / 再生医療 / ステントバルブ

研究概要

人工物を体内に留置した際の結合組織によるカプセル化反応を応用し、自己組織からなる心臓弁（バイオバルブ）を開発した。鋳型を成ヤギの皮下に埋入して8週間後摘出し、鋳型を抜去してバイオバルブが得られ、手術的に左室心尖-大動脈バイパスに組み込んで、動脈圧負荷をかけて性能を評価した。術後、弁葉の可動性も良く顕著な狭窄や逆流もなく経過した。最長8週後の観察では、弁葉自体の構造は保たれ、結合組織の中に細胞侵や新生血管の構築も見られた。本研究により、バイオバルブが、高圧系でも自己弁に近い性能を持って機能し得ることが示され、将来有望な移植グラフとなることが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] In-body tissue-engineered aortic valve (Biovalve type VII) architecture based on 3D printer molding (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakayama Y, Takewa Y, Sumikura H, Yamanami M, Matsui Y, Oie T, Kishimoto Y, Arakawa M, Ohmuma K, Tajikawa T, Kanda K, Tatsumi E
  • 雑誌名: J Biomed Mater Res B Appl Biomater
  • DOI: 10.1002/jbm.b.33186.
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vitro evaluation of a novel autologous aortic valve (biovalve) with a pulsatile circulation circuit (2014)
  • 著者名/発表者名: Sumikura H, Nakayama Y, Ohnuma K, Takewa Y, Tatsumi E
  • 雑誌名: Artif Organs. Artif Organs 巻: 38(4) ページ: 282-9
  • DOI: 10.1111/aor.12173.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of an autologous heart valve with a stent (stent-biovalve) using the stent eversion method (2013)
  • 著者名/発表者名: Mizuno T, Takewa Y, Sumikura H, Ohnuma K, Moriwaki T, Yamanami M, Oie T, Tatsumi E, Uechi M, Nakayama Y
  • 雑誌名: J Biomed Mater Res B Appl Biomater
  • DOI: 10.1002/jbm.b.33086.
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo evaluation of an in-body, tissue-engineered, completely autologous valved conduit (biovalve type VI) as an aortic valve in a goat model (2013)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Yamanami M, Kishimoto Y, Arakawa M, Kanda K, Matsui Y, Oie T, Ishibashi-Ueda H, Tajikawa T, Ohba K, Yaku H, Taenaka Y, Tatsumi E, Nakayama Y
  • 雑誌名: J Artif Organs 巻: 6(2) ページ: 176-84
  • DOI: 10.1007/s10047-012-0679-8.
  • 査読あり
• [学会発表] 自己組織からなる心臓弁(Biovalve) の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 武輪能明、中山康秀、岸本 諭、熱田祐一、伊達数馬、住倉博仁、広風らでぃ、神田圭一、田地川勉、田中孝晴、妙中義之、巽 英介
  • 学会等名: 日本再生医療学会総会 (13)
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20140304-06
• [学会発表] 組織工学的に皮下で作成した自家組織由来心臓弁(Biovalve)の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 武輪能明、中山康秀、岸本 諭、熱田祐一、伊達数馬、神田圭一、広風らでぃ、妙中義之、巽 英介
  • 学会等名: 日本心臓血管外科学会学術集会(44)
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 20140219-21
• [学会発表] Long-term Evaluation of a Novel Autologous Valve Substitute (Biovalve) with a Stent for Transcatheter Implantation (2013)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Nakayama Y, Atsuta Y, Kishimoto S, Date K, Sumikura H, Yamanami M, Kanda K, , Tajikawa T, Tanaka T, Taenaka Y, Tatsumi E
  • 学会等名: American Heart Association , Scientific Sessions 2013
  • 発表場所: Dallas
  • 年月日: 20131116-20
• [学会発表] 自己組織からなる心臓人工弁 Biovalve の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 武輪能明、中山泰秀、山南将志、熱田祐一、岸本 諭、伊達数馬、住倉博仁、大沼健太郎、水野荘司、神田圭一、田地川 勉、田中孝晴、妙中義之、巽 英介
  • 学会等名: 日本人工臓器学会大会 (51)
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20130927-29
• [学会発表] 3D プリンターの医療分野での活用 : バイオバルブ開発の3D 的発展 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中山泰秀、武輪能明、上地正実、神田圭一、田地川勉、大家智憲、大野正純
  • 学会等名: 日本人工臓器学会大会 (51), International Federation for Artificial Organs (5)
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20130927-29
• [学会発表] 血液透析用動静脈瘻作製後の静脈閉塞モデルにおける in situ バイオチューブbypass (2013)
  • 著者名/発表者名: 水野荘司、川尻英長、金子嘉志、武輪能明、中山泰秀
  • 学会等名: 日本人工臓器学会大会 (51), International Federation for Artificial Organs (5)
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20130927-29
• [学会発表] ヒト体内で形成されたバイオチューブの物性評価と生体内機能評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中山泰秀、水野荘司、山南将志、武輪能明、金子嘉志、奥村紀子、花田 繁、巽 英介
  • 学会等名: 日本人工臓器学会大会 (51), International Federation for Artificial Organs (5)
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20130927-29
• [学会発表] Evaluation of novel autologous heart valve (Biovalve Stent) for transcatheter aortic valve implantation (2013)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Kanada K, Nakayama Y, Sumikura H, Taenaka Y, Tajikawa T, Tatsumi E, Yamanami M
  • 学会等名: European Society for Artificial Organs (40)
  • 発表場所: Glasgow
  • 年月日: 20130911-14
• [学会発表] Can human biotubes be used as artificial vascular grafts? (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakayama Y, Takewa Y, Kaneko T, Yamanami M, Mizuno T, Kwajiri H,Okumura N, Hanada S, Kanda K, Tatsumi E
  • 学会等名: European Society for Artificial Organs (40)
  • 発表場所: Glasgow
  • 年月日: 20130911-14
• [学会発表] Novel stent eversion method for the preparation of autologous valve with stent (Stent-Biovalve) (2013)
  • 著者名/発表者名: Mizuno T, Takewa Y, Sumikura H, Omura T, Tsujinaka T, Yamanami M, Tatsumi E, Nakayama Y
  • 学会等名: European Society for Artificial Organs (40)
  • 発表場所: Glasgow
  • 年月日: 20130911-14
• [学会発表] Development of a novel autologous valve with stent (Biovalave stent) for TAVI (2013)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Nakayama Y, Arakawa M, Yamanami M, Ohnuma K, Sumikura H, Tajikawa T, Kanada K, Taenaka Y, Tatsumi E
  • 学会等名: Heart Valve Society of America 7th Biennial congress
  • 発表場所: Venice
  • 年月日: 20130622-25
• [学会発表] Development of a novel autologous valve with a stent (Biovalve stent) for transcatheter implantation (2013)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Nakayama Y, Arakawa M, Yamanami M, Kishimoto S, Atsuta Y, Ohnuma K, Sumikura H, Mizuno T, Kanda K, Tajikawa T, Taenaka Y, Tatsumi E
  • 学会等名: American Society for Artificial Internal Organs (59)
  • 発表場所: Chicago
  • 年月日: 20130612-15
• [学会発表] 自己組織心臓代用弁(バイオバルブ)の生体外機能評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 住倉博仁、中山泰秀、大沼健太郎、武輪能明、巽 英介
  • 学会等名: 日本バイオレオロジー学会年会 (36)
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 20130606-08
• [学会発表] 反転型ステント付きバイオバルブの開発 : 作製方法の確実性の獲得をめざして (2013)
  • 著者名/発表者名: 水野壮司、山南将志、森脇健司、住倉博仁、大沼健太郎、武輪能明、巽 英介、上地正実、中山泰秀
  • 学会等名: 日本再生医療学会総会(12)
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 20130321-23
• [学会発表] ヒトバイオチューブの人工血管としての可能性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中山泰秀、武輪能明、金子嘉志、奥村紀子
  • 学会等名: 日本再生医療学会総会 (12)
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 20130321-23
• [学会発表] 自己組織からなる TAVI 用 Stent 付き心臓弁 (Biovalve Stent) の開発 : 動物実験評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 武輪能明、中山泰秀、岸本祐一郎、荒川 衛、山南将志、住倉博仁、大沼健太郎、熱田祐一、藤井 豊、水野壮司、松井悠一、神田圭一、田地川勉、妙中義之、巽英介
  • 学会等名: 日本人工臓器学会大会 (50)
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 20121122-24
• [学会発表] バイオバルブ大動脈弁 ( Type VII ) の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中山泰秀、武輪能明、松井悠一、岸本祐一郎、荒川 衛、住倉博仁、大沼健太郎、山南将志、水野壮司、田地川勉、神田圭一、巽 英介
  • 学会等名: 日本人工臓器学会大会 (50)
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 20121122-24
• [学会発表] バイオバルブ心臓弁の拍動流回路を用いた生体外機能・耐久性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 住倉博仁、中山泰秀、武輪能明、大沼健太郎、巽 英介
  • 学会等名: 日本人工臓器学会大会 (50)
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 20121122-24
• [学会発表] Successful implantation of a completely autologous aortic valve with a stent (Biovalve stent) by transcatheter aortic valve implantation (TAVI) (2012)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Nakayama Y, Yamanami M, Kishimoto Y, Arakawa M, Ohnuma K, Sumikura H, Kanda K, Matsui Y, Taenaka Y, Tatsumi E
  • 学会等名: American Heart Association, Scientific Sessions 2012
  • 発表場所: Los Angeles (USA)
  • 年月日: 20121103-07
• [学会発表] In vitro and in vivo performance of a completely autologous aortic valued conduit (BIOVALVE Type VII) prepared by in body tissue architecture technology using a novel separable mold (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakayama Y, Takewa Y, Sumikura H, Matsui Y, Yamanami M, Kishimoto Y, Arakawa M, Ohnuma K, Mizuno T, Oie T, Kanda K, Tatsumi E
  • 学会等名: American Heart Association, Scientific Sessions 2012
  • 発表場所: Los Angeles (USA)
  • 年月日: 20121103-07
• [学会発表] 組織工学的に皮下で作成した自家組織大動脈弁 (Biovalve) のTAVI を用いた治療の可能性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 武輪能明、中山泰秀、岸本祐一郎、荒川 衛、山南将志、住倉博仁、大沼健太郎、藤井 豊、松井悠一、神田圭一、夜久 均、田地川 勉、大場謙吉、妙中義之、巽 英介
  • 学会等名: 日本胸部外科学会定期学術集会 (65)
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 20121017-20
• [学会発表] Novel autologous heart valve (Biovalve Stent) for transcatheter aortic valve implantation (2012)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Nakayama Y, Matsui Y, Yamanami M, Kanda K, Tatsumi E
  • 学会等名: European Society for Artificial Organs (36)
  • 発表場所: Rostock (Germany)
  • 年月日: 20120926-29
• [学会発表] In vivo-tissue engineered autologous aortic valved conduits (Biovalves type VII) : preparation and revolution (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakayama Y, Takewa Y, Sumikura H, Matsui Y, Yamanami M, Kishimoto Y, Akagawa E, Okumura K, Tajikawa T, Kanda K, Taenaka Y, Tatsumi E
  • 学会等名: European Society for Artificial Organs (36)
  • 発表場所: Rostock (Germany)
  • 年月日: 20120926-29
• [学会発表] In vivo evaluation of a novel autologous valve with a stent (biovalve stent) for transcatheter aortic valve implantation (TAVI) (2012)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Nakayama Y, Matsui Y, Yamanami M, Kishimoto Y, Arakawa M, Ohnuma K, Sumikura H, Kanda K, Yaku, H, Taenaka Y, Tatsumi E
  • 学会等名: American Society for Artificial Internal Organs (58)
  • 発表場所: San Francisco (USA)
  • 年月日: 20120613-16
• [学会発表] In vitro evaluation of a novel autologous aortic valve (BIOVALVE) with a special pulsatile circulation circuit (2012)
  • 著者名/発表者名: Sumikura H, Nakayama Y, Ohnuma K, Takewa Y, Tatsumi E
  • 学会等名: American Society for Artificial Internal Organs (58)
  • 発表場所: San Francisco (USA)
  • 年月日: 20120613-16
• [学会発表] 患者の体内で自家移植用臓器を作成し、移植後急速な再生組織構築を誘導する『生体内組織形成技術』の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 神田圭一、山南将志、渡辺太治、田地川 努、大場謙吉、武輪能明、巽 英介、上地正実、夜久均、中山泰秀
  • 学会等名: 日本再生医療学会総会 (11)
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 20120612-14
• [学会発表] 中山泰秀、神田圭一、武輪能明、上地正実、渡辺太治、山南将志 (2012)
  • 著者名/発表者名: 生体内組織形成術 : 自分の移植物を自分の体内で作れる新技術
  • 学会等名: 日本再生医療学会総会 (11)
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 20120612-14
• [学会発表] バイオバルブ心臓弁の生体外機能・耐久性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中山泰秀、住倉博仁、大沼健太郎、武輪能明、巽 英介
  • 学会等名: 日本再生医療学会総会 (11)
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 20120612-14
• [学会発表] バイオバルブ心臓弁の生体内形成過程のカプセル内視鏡観察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中山泰秀、武輪能明、大家智憲、山南将志、神田圭一、松井悠一、田地川 勉、大場謙吉、妙中義之、巽 英介
  • 学会等名: 日本再生医療学会総会 (11)
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 20120612-14
• [学会発表] 組織工学的に皮下で作成した心臓弁(BIOVALVE)の左心系自家移植による評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 武輪能明、中山泰秀、岸本祐一郎、荒川 衛、山南将志、住倉博仁、大沼健太郎、藤井 豊、松井悠一、神田圭一、夜久 均、田地川 勉、大場謙吉、妙中義之、巽 英介
  • 学会等名: 日本再生医療学会総会 (11)
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 20120612-14
• [学会発表] 生体内組織形成技術による循環器系再生医療デバイスの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山南将志、渡辺太治、神田圭一、夜久 均、上地正実、武輪能明、巽 英介、中山泰秀
  • 学会等名: 日本再生医療学会総会 (11)
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 20120612-14
• [学会発表] Development of in-body tissue-engineered, completely autologous valve (BIOVALVE) (2012)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Nakayama Y, Yamanami M, Kishimoto Y, Arakawa M, Matsui Y, Kanda K, Yaku H, Tajikawa T, Ohba K, Taenaka Y, Tatsumi E
  • 学会等名: 5th biennial conference on Heart valve biology and tissue engineering
  • 発表場所: Myconos island (Greece)
  • 年月日: 20120518-20
• [学会発表] 生体内組織形成技術で作成した心臓弁付Conduit (BIOVALVE)の大動脈系自家移植実験 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山南将志、武輪能明、岸本祐一郎、荒川 衛、住倉博仁、大沼健太郎、松井悠一、渡辺太治、神田圭一、夜久 均、田地川勉、大場謙吉、妙中義之、巽 英介、中山泰秀
  • 学会等名: 日本心臓血管外科学会学術総会(42)
  • 発表場所: 秋田市
  • 年月日: 20120418-20
• [学会発表] 組織工学的に皮下で作成したStent 付き心臓弁 (Biovalve Stent) の経カテーテル的自家移植の試み (2012)
  • 著者名/発表者名: 武輪能明、中山泰秀、山南将志、岸本祐一郎、荒川 衛、住倉博仁、大沼健太郎、熱田祐一、水野壮司、松井悠一、神田圭一、田地川 勉、Wieloch. R、妙中義之、巽 英介
  • 学会等名: 日本再生医療学会総会 (12)
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 20120321-23
• [学会発表] カプセル内視鏡内臓鋳型を用いた体内組織形成過程のin situ 観察 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中山泰秀、武輪能明、大家智憲、山南将志、松井悠一、田地川 勉、大場謙吉、神田圭一、夜久均、巽 英介、妙中義之
  • 学会等名: 日本人工臓器学会大会 (49)
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-11-25
• [学会発表] 開口位バイオバルブ人工弁の組立式設計によるストレスフリー摘出 (Type VII) (2011)
  • 著者名/発表者名: 松井悠一、山南将志、武輪能明、田地川 勉、大場謙吉、神田圭一、夜久 均、巽 英介、中山泰秀
  • 学会等名: 日本人工臓器学会大会 (49)
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-11-25
• [学会発表] Successful aortic valve implantation using an in-Body tissue-engineered, completely autologous valved conduit (BIOVALVE) in a goat model (2011)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Nakayama Y, Yamanami M, Umeki A, Matsui Y, Kanda K, Yaku H, Tajikawa T, Ohba K, Taenaka Y, Tatsumi E
  • 学会等名: Anerican Heart Association Scientific Sessions
  • 発表場所: オーランド(米国)
  • 年月日: 2011-11-12
• [学会発表] In-body tissue-engineered and completely autologous aortic valved conduit (BIOVALVE) in a goat model (2011)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Nakayama Y, Yamanami M, Hanada S, Umeki A, Matsui Y, Kanda K, Yaku H, Tajikawa T, Ohba K, Taenaka Y, Tatsumi E
  • 発表場所: ポルト(ポルトガル)
  • 年月日: 2011-10-09
• [学会発表] Architecture design of a novel separable mold to obtain autologous tissue heart valves "Biovalves" non-invasively (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakayama Y, Matsui Y, Yamanami M, Takewa Y, Tatsumi E, Taenaka Y, Oie T, Tajikawa T, Ohba K, Kanda K, Yaku H
  • 学会等名: Joint ESAO-IFAO Congress (4)
  • 発表場所: ポルト(ポルトガル)
  • 年月日: 2011-10-09
• [学会発表] Preparation of a completely autologous valved conduit with the open form of trileaflets (type VI BIOVALVE) (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamanami M, Yahata Y, Uechi M, Takewa Y, Shimakawa Y, Matsui Y, Tajikawa T, Ohba K, Kanda K, Yaku H, Tatsumi E, Nakayama Y
  • 学会等名: Joint ESAO-IFAO Congress (4)
  • 発表場所: ポルト(ポルトガル)
  • 年月日: 2011-10-09
• [学会発表] Development of an in-body tissue-engineered autologous aortic bioprosthesis (2011)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Nakayama Y, Yamanami M, Matsui Y, Kanda K, Yaku H, Tajikawa T, Ohba K, Taenaka Y, Tatsumi E
  • 学会等名: Joint meeting of the society for heart valve disease & heart valve society of America
  • 発表場所: バルセロナ(スペイン)
  • 年月日: 2011-06-25
• [学会発表] In vivo evaluation of an in-body tissue-engineered and completely autologous aortic valved conduit (bio-valve) in a goat model (2011)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Nakayama Y, Yamanami M, Hanada S,Umeki A, Matsui Y, Kanda K, Yaku H, Tajikawa T, Ohba K, Taenaka Y, Tatsumi E
  • 学会等名: American Society for Artificial Internal Organs (57)
  • 発表場所: ワシントンDC(米国)
  • 年月日: 2011-06-10
• [学会発表] 完全自己組織からなる心臓弁様組織体バイオバルブ(Type VI)の開発 : 開口形状での弁形成による弁機能の向上 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山並将志、矢羽田侑希、上地正実、武輪能明、島川祐司、松川悠一、田地川 勉、大場謙吉、神田圭一、夜久 均、巽 英介、中山泰秀
  • 学会等名: 日本炎症・再生医学会 (32)
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-06-02
• [学会発表] バイオバルブの開発 : 作成用鋳型の変遷 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中山泰秀、松井悠一、山並将志、田地川 勉、大場謙吉、神田圭一、夜久 均、上地正実、武輪能明、巽 英介
  • 学会等名: 日本炎症・再生医学会 (32)
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-06-02
• [学会発表] 組織学的に皮下で作製した心臓弁付きConduit(Biovalve)の左心系自家移植による評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 武輪能明、中山泰秀、山南将志、花田 繁、齋藤友宏、梅木昭秀、松井悠一、神田圭一、夜久 均、田地川勉、大場謙吉、妙中義之、巽 英介
  • 学会等名: 日本再生医療学会総会(10)
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-03-01
• [産業財産権] ステント及びステント付き人工弁 (2013)
  • 発明者名: 武輪能明、他4名
  • 権利者名: 武輪能明、他4名
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 12P618
  • 出願年月日: 2013-01-24