小児外科疾患に対する組織工学による自己組織再生型バイオ人工臓器の開発研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13470376
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 金子 道夫 筑波大学, 臨床医学系, 教授 (60152807)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 牛田 多加志 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (50323522) ; 中村 達雄 京都大学, 再生医科学研究所, 助教授 (70227908) ; 小室 広昭 筑波大学, 臨床医学系, 講師 (80296128)
• Keywords: Tissue Engineering / 再生 / 食道 / 膀胱 / PLGA / コラーゲン / 小児

Research Abstract

これまでの3年間の成果は以下の通りである。
1.生体内での食道筋層の再生:
食道閉鎖症のlong gap症例の手術で用いられる筋層環状切開による食道延長術(Livaditis法)によって生ずる粘膜部分のBallooningの問題を解決するために、この粘膜のみとなった部分に食道の筋層を再生させる目的で、子ブタを用いた体内での再生実験を行った。子ブタの頚部、胸部食道に筋層欠損部を作成し、足場として自己組織再生用に研究分担者中村らの開発したコラーゲンスポンジを縫着して2ヶ月間観察した。コラーゲンの縫着部に筋細胞の再生は見られなかったものの、自己組織である結合組織ができ、この組織はこの時期の子ブタの急速な成長と共に成長し、Ballooningの防止効果が生まれることが判明した。再生組織が体の成長とともに成長することが判明し、再生医療の小児への応用に期待が持照るものと考えられた。
2.Tissue engineeringによる膀胱壁の体外での構築
自己細胞による体外での膀胱壁構築を試みた。研究分担者牛田らのグループが、機械的強度の優れた合成高分子のPLGA meshに細胞播種に適した天然高分子のコラーゲンを組み合わせることにより開発したhybrid scaffoldを用いて膀胱壁を体外で立体的に構築する試みを行った。ブタを用いて膀胱の上皮、および平滑筋細胞をDish上で培養し、このhybrid scaffoldに播種した。上皮はPLGAとコラーゲンスポンジを用いたScaffold上での培養に成功した。免疫組織学的、および電子顕微鏡での検討から、膀胱上皮の性質を維持したまま培養が可能であった。平滑筋細胞はPLGA meshとコラーゲンゲルを組み合わせたscaffold上での増殖が確認された。両者を組み合わせることにより、体外でTissue engineeringによる膀胱壁を構築することができた。作成したコンストラクトをヌードマウスの皮下に生めて観察したが、移植組織の生着には、現在のままでは不十分であり、コンストラクト内への血管新生因子などの導入など、もう少し工夫が必要と思われた。

Research Products

• [Publications] Yuka Nakanishi et al.: "Tissue-engineered urinary bladder wall using PLGA mesh-collagen hybrid scaffold : A comparison study of collagen sponge and gel as a scaffold"Journal of Pediatric Surgery. 38・12. 1781-1784 (2003)
• [Publications] 小室広昭: "PLGA-collagen hybrid scaffoldをもちいた膀胱壁の再構築"日本小児泌尿器科学会雑誌. 12・1. 44 (2003)
• [Publications] 小室広昭: "PLGA-collagen hybrid scaffoldをもちいた体外での膀胱壁構築"日本小児外科学会雑誌. 39・3. 390 (2003)
• [Publications] 中西由佳: "PLGA-collagen hybrid scaffoldを用いた生体外における膀胱組織再生"日本再生医療学会雑誌. 2・(suppl). 143 (2003)
• [Publications] Hiroaki Komuro et al.: "Ex-vivo construction of urinary bladder well using PLGA mesh-collagen sponge hybrid scaffold"Tissue Engineering. 8・6. 1176 (2002)
• [Publications] Hiroaki Komuro et al.: "Application of collagen sponge scaffold to muscular defects of the esophagus : An experimental study in piglets"Journal of Pediatric Surgery. 37・10. 1409-1413 (2002)