2001 Fiscal Year Annual Research Report
急性肝不全治療用人工肝臓の実用化と慢性肝不全治療用人工肝臓の基盤技術の開発
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12305053
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
船津 和守 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (80037960)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
島田 光生 九州大学, 大学院・医学研究院, 講師 (10216070)
杉町 圭蔵 九州大学, 大学院・医学研究院, 教授 (00038762)
中澤 浩二 九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (00304733)
梶原 稔尚 九州工業大学, 工学部, 助教授 (10194747)
調 憲 九州大学, 大学院・医学研究院, 助手 (70264025)
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| Keywords | ハイブリッド型人工肝臓 / 肝細胞オルガノイド / 中空糸 / 肝小葉類似構造 / 遠心力 / ポリウレタン発泡体 / 肝細胞スフェロイド / ラット実験 |
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| Research Abstract |
急性肝不全治療用人工肝臓と慢性肝不全治療用人工肝臓に分けて本年度の成果をまとめる。
1.急性肝不全治療用人工肝臓
1)ヒト臨床用に開発したブタ肝細胞200gを充填したポリウレタン発泡体/肝細胞スフェロイド充填層型人工肝臓モジュールを体重25kgの無肝ブタに適用し,性能を評価した。その結果,人工肝臓適用群は,対照群(モジュール内に肝細胞無し)と比較して,血中生化学値や全身状態の改善,延命効果がみられ,本人工肝臓の良好な治療効果が実証された。
2)人工肝臓による肝不全からの回復効果を評価するために,70%肝切除した残存肝に虚血をかける肝不全ラットモデルを作製した。この肝不全ラットにラット肝細胞2gを充填した人工肝臓モジュールを1時間適用した。対照群(モジュール内に肝細胞無し)では,適用後,数時間のうちに肝不全ラットはすべて死亡したが,人工肝臓適用群では,すべての肝不全ラットが生存・回復した。この結果より,本人工肝臓の救命効果が実証された。
2.慢性肝不全治療用人工肝臓
1)遠心力を用いて中空糸の内部あるいは外部空間に肝細胞組織体(オルガノイド)を形成させる新培養において,オルガノイド誘導のための遠心力条件の最適化を行った。この結果,400g以上の遠心力では細胞傷害が発生するが,遠心力60〜200g,遠心時間90〜360secの遠心条件は,オルガノイド形成と良好な機能発現に適した条件であることを見出した。
2)毛細血管に見立てた中空糸を微小間隔で規則的に配置し,中空糸外部空間に肝細胞オルガノイドを形成させる肝小葉類似構造型モジュールの高機能化を行った。オルガノイドの生存厚みを考慮し,中空糸表面と肝細胞の最大距離を約80μmにしたモジュールを開発した。また,培養培地が双方向で流れる培養システムを開発した。その結果,従来のモジュールよりも約2倍の高機能化を達成した。
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[Publications] K.Funatsu: "Hybrid artificial liver using hepatocyte organoid culture"Artificial Organs. 25(3). 194-200 (2001)
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[Publications] 中澤浩二: "PUF/スフェロイド人工肝の倫理委員会申請と問題点"組織培養工学. 27(4). 148-151 (2001)
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[Publications] J.Fukuda: "Mass preparation of primary porcine hepatocytes and the design of a hybrid artificial liver module using spheroid culture for a clinical trial"The International Journal of Artificial Organs. 24(11). 799-806 (2001)
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[Publications] 船津和守: "人工肝臓の設計"日本設計工学会誌. 36(8). 231-238 (2001)
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[Publications] K.Funatsu: "Editorial review -Novel hybrid artificial liver using hepatocyte organoids"The International Journal of Artificial Organs. (in press). (2002)
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[Publications] K.Nakazawa: "Development of a hybrid artificial liver using polyurethane foam/hepatocyte spheroid culture in a preclinical pig experiment"The International Journal of Artificial Organs. 25(in press). (2002)
