患者の体内で再生する自家結合組織代用血管の臨床応用の適応拡大をめざした多角的研究

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20H03767
• 配分区分: 補助金
• 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), 准教授 (60295649)
• 研究分担者: 小田 晋一郎 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (50529873) ; 権代 竜郎 京都府立医科大学, 医学部附属病院, 専攻医 (00970906) ; 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) ; 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) ; 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) ; 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) ; 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, その他部局等, 学長 (50295648) ; 田地川 勉 関西大学, システム理工学部, 准教授 (80351500) ; 五條 理志 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90316745) ; 川尻 英長 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40515235)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2025-03-31
• キーワード: 生体内組織工学 / 自家移植 / 同種移植 / 異種移植 / 脱細胞化処理

研究実績の概要

生体内組織工学で作製した自家移植用代用血管の信頼性向上と適応拡大を行うために、前年度に引き続き結合組織代用血管に化学処理・脱細胞化処理を加えた同種組織応用技術の開発を行った。
前年度は脱細胞化プロトコールについて界面活性剤の灌流方法を見直し、全体で約７時間の処理で十分な脱細胞化が行えることを確認したが、実際の同種移植臨床応用を想定するとさらに短時間で効率的な脱細胞化処理が望ましいと考えた。通常の生体血管と比較すると、本法で作成したグラフトは非常に粗な構造であるため、より短時間での脱細胞処理が可能と考え、別の処理方法で処理時間の短縮と簡便化を試みた。２０２２年度後半より処理効率を高めるために、従来行っていた少量の処理液をグラフト内腔に還流する方法ではなく、大量の処理液中にグラフトを浮遊させて強く振盪する方法について検討を開始している。２０２３年度もさらに条件を絞り込み、洗浄などの全ての工程を含め短縮する事ができた。
生体内組織工学代用血管をビーグル犬皮下で作成し、本法で脱細胞化処理を行ったが、結果として灌流法と同様に肉眼的にも白色半透明の柔軟な管状構造体が形成できた。さらに処理前後の組織学的評価・DNA定量による比較試験で十分な脱細胞化処理が行えていることが確認できた。また開発した物理特性計測システムを用いて、様々な検体について種々の力学的パラメータ計測を行い、脱細胞後も十分な強度が保持されていることが確認できた。この方法では特殊な還流装置が不要なため、手術室など臨床現場における様々な場所での処理が可能となり、より手技を簡便化できる可能性もあると考えられた。
さらに本処理方法で処理を行った脱細胞組織をビーグル犬頸動脈に同種移植するパイロット試験も開始した。
２０２４年度は更なる最適化を目指し、脱細胞化処理条件の開発を行いたい。また引き続き同種移植動物実験を行いたいと考えている。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

順調に研究は進んでおり、徐々に成果報告も開始している。

本年度は研究成果を取りまとめ、追加実験を行った後に積極的に情報発信を行う予定である。

今後の研究の推進方策

２０２２年度後半から継続している、振盪法による脱細胞化処理について、２０２４年度は更なる最適化と処理時間の短縮を目指し、脱細胞化処理条件の開発を行なう。
また引き続き同種移植動物実験を行い、研究期間中に短期～中期の結果を評価する予定である。さらに自家移植を行った臨床応用例についても引き続き経過観察を行う予定である。
①．化学処理・脱細胞処理方法の最適化（継続）： 脱細胞化法については従来から行っていた灌流法に変わって、より簡便に処理を行うために、震盪法による処理実験を開始している。今年度はさらに処理時間を最適化・短縮することを目指す。様々な条件下でＤＮＡ定量及び組織学的検査で十分な脱細胞化が実現出来ているかを確認する。十分な脱細胞と良好な物理特性を両立できる最適な処理条件を開発するために、『血管移植片についてのガイドライン(ISO7198: 2016)』に準じ試験装置を用いて計測を行っている。具体的には、１．破裂圧試験２．湿潤環境下試験の為の Water Chamber 内での血管縫合糸による糸引掛け強度試験 ３．Chamber 内の血管リング引張強度試験である。さらに外科的（縫合時）ハンドリング 評価も行う。
②．動物移植モデルの開発と組織処理へのフィードバック（継続)：昨年度に引き続き、動物移植実験モデルにおいて、縫合のハンドリング・サイズ・強度などの評価を行い、組織処理にフィードバックし、至適処理法を設計し移植モデルを完成させるシステムを構築する。本年度は組織片の総頸動脈への移植を、対照群を設定して引き続き行う。
③．動物移植実験による、自家組織と脱細胞化処理後同種組織の比較試験：自家組織を用いた対照群を用いて、動脈移植後の脱細胞処理後同種組織を評価し、同種組織が自家組織結合組織代用血管同様に機能するかどうかを比較検証する。

研究成果

• [雑誌論文] Development of a Simple and Short-Term Decellularization Procedure for in vivo Tissue-Engineered Vascular Grafts. (2023)
  • 著者名/発表者名: Gondai T, Yamanami M, Inoue T, Kawajiri H, Kami D, Gojo S, Oda S, Kanda K.
  • 雑誌名: Int. J. Artif. Organs. 巻: 46(7) ページ: 426
  • 査読あり
• [学会発表] 同種由来結合組織膜を血管移植片として用いる試み：脱細胞処理の最適化と動物移植実験 (2024)
  • 著者名/発表者名: 山南将志、権代竜郎、川尻英長、小田晋一郎、五條理志、神田圭一
  • 学会等名: 第23回日本再生医療学会,2024,新潟
• [学会発表] Development of a Simple and Short-Term Decellularization Procedure for In Vivo Allogeneic Tissue-Engineered Vascular Grafts. (2023)
  • 著者名/発表者名: Tatsuro Gondai, Masashi Yamanami, Tomoya Inoue, Hidetake Kawajiri, Disuke Kami, Satoshi Gojo, Shinichiro Oda, Keiichi Kanda.
  • 学会等名: 49th Annual ESAO Congress, 2023, Italy.
  • 国際学会
• [学会発表] 振盪法による他家由来結合組織代用血管移植片の脱細胞化処理に関する基礎的検討． (2023)
  • 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51回日本血管外科学会,2023,東京．