ティッシュエンジニアリングによる心臓弁の開発、応用

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14571284
• Research Institution: Tokyo Women's Medical University
• Principal Investigator: 松村 剛毅 東京女子医科大学, 医学部, 助手 (20297469)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 新岡 俊治 東京女子医科大学, 医学部, 講師 (20192122) ; 青木 満 東京女子医科大学, 医学部, 講師 (80175736) ; 黒澤 博身 東京女子医科大学, 医学部, 教授 (50075511)
• Keywords: 細胞培養 / 平滑筋細胞 / 内皮細胞 / ティッシュエンジニアリング / 自己細胞 / 心臓弁

Research Abstract

1.基礎的研究
動物実験による至適ポリマー、至適細胞数、至適組織裁断法の探究及び選定を行う。実験動物として子犬を用い、大腿部の静脈片を採取し、そこから自己血管壁細胞の単離、培養を開始した。十分な細胞数が得られれば、生分解性ポリマーのシート(80x80mm)に播種し一週間のポリマー上での培養を継続する。一週間後に細胞を採取した同一動物を全身麻酔下に開胸し、自己の心膜を約50x50mm大で切除した後に、このティッシュエンジニアリングで作成したシートで置換した。コントロール実験として組織断片を播種しないポリマーのみの移植も行う。移植3-12ヶ月後に作成された組織に対して造影検査、生化学的、生力学的、免疫組織学的検討を行う。生化学検査として、組織中コラーゲン、エラスチン、カルシウム濃度の測定を行い、インストロン張力検査機を用いて作成された組織の最大張力を測定し自己の同じ部位の組織と比較検討する。組織学的には免疫染色の手法を用いて内皮細胞の指標である第八因子を染色すると共に細胞間隙の間質蛋白質を染色し自己組織と比較検討する。同種細胞(allogenic)は拒絶反応の因子を排除できないため、細胞は全て自己(autologous)細胞を用いた。<ヒト細胞のin vitro実験>ヒト心膜より採取した平滑筋細胞、線維芽細胞、中皮細胞を用いてポリマー上での増殖能、ポリマーへの接着性、成長因子の影響等の分子生物学的研究をin vitroで行った。
2.臨床応用
段階的根治手術が予想される初回姑息手術時、約10mm大の心膜片を完全清潔下に採取し、直ちに組織培養液中に浸漬し、手術室内の細胞培養室にて単純裁断法を用いて組織の断片化を行う。播種細胞数は10万個/cm2とし、細胞播種後、約一週間でパッチとして移植手術を行う。術後約1ヶ月後に、心臓超音波検査を行いフォローアップは6ヶ月毎にに心臓超音波検査を用いて形態学的検索及び組織過形成の有無等を経過観察した。

Research Products

• [Publications] T.Shinoka: "Tissue Engineered Heart Valves : Autologous Cell Seeding on Biodegradable Polymer Scaffold"Artificial Organ. 26. 522-526 (2002)
• [Publications] Naito Y, Imai Y, Shin'oka T, Aoki M, Kashiwagi, Konuma T, Kurosawa H: "A Successful Clinical Application of Tissue Engineered Graft for Extracardiac Fontan Operation"Journal of Thoracic & Cardiovascular Surgery. 125. 419-420 (2002)
• [Publications] T.Hiramatsu, Y.Imai, H.Kurosawa, Y.Takanashi, M.Aoki, T.Shin'oka: "Effects of dilutional and modified ultrafiltration in plasma endothelin-1 and pulmonary vascular resistance after the fontan procedure"Ann Thorac Surg. 73. 862-865 (2002)
• [Publications] Kashiwagi J, Imai Y, Aoki M, Shin'oka T, Hagino I, Nakazawa M: "An arterial switch operation for a concordant crisscross heart with the complete transposition of the great arteries"Journal of Thoracic & Cardiovascular Surgery. 124. 176-178 (2002)
• [Publications] T.Hiramatsu, Y.Imai, H.Kurosawa, Y.Takanashi, M.Aoki, T Shin'oka: "Midterm results of surgical treatment of systemic ventricular outflow obstruction in Fontan patients"Ann Thorac Surg. 73. 1282-1285 (2002)