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2020 Fiscal Year Research-status Report

Basic research for development of hemorrhagic complication therapeutic drug by long-term use of mechanical circulation

Research Project

Project/Area Number 19K12772
Research InstitutionAsahikawa Medical College

Principal Investigator

井上 雄介  旭川医科大学, 医学部, 講師 (80611079)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 早川 正樹  奈良県立医科大学, 医学部, 助教 (30516729)
深谷 碧  東北文化学園大学, 科学技術学部, 助教 (20826060)
山田 昭博  東北大学, 加齢医学研究所, 助教 (40781448)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
KeywordsVWF / 模擬循環回路 / LVAD
Outline of Annual Research Achievements

これまでに人工心臓装着患者の臨床検体を用いたVWF解析や遺伝子解析が行われてきたが、対象となる患者は様々な合併症を併発しているケースがほとんどで、せん断応力の影響のみを評価することは困難であったが、我々は模擬循環回路と正常な心臓血管系において、機械循環を用いて外乱の無い状態でその影響を評価した。これまでの方法では、VWFが体内で産出と破壊を繰り返しており、治療法の基本となる薬剤濃度同定や機序解明などには不向きである。我々は人工心臓開発で培った溶血試験の知見を生かし、外乱を極限まで抑えたin vitro評価系を構築し、滅菌下でヒトの新鮮血を環流させ、AVWSを再現可能なシステムを開発している。AVWSの発生機序を詳細に解明するために異なる駆動方式の血液ポンプで比較を行い、VWFへの影響を定量的に評価生体の循環器系に精通した井上と臨床工学技士で機械循環に精通している深谷とタンパク・遺伝子レベルの解析に精通した早川が連携することで、ミクロからマクロのスケールにおいて研究を展開した。機械的補助循環による後天性von Willebrand 症候群(AVWS)の再現システムの構築を行った。補助循環装置でヒト血液を還流させて、再現性高くAVWSが発生するシステムを構築した。AVWSの発生の確認は、還流後の血液から血漿を分離し、奈良医大にてVWFマルチマー解析を実施し、高分子量VWFマルチマーが欠損していることを確認し、経時的に変化する結果を得た。溶血と同様pH変化が大きく結果に影響を与えかねないので滅菌下で行い、さらに採血から1時間以内の新鮮血を用いて試験を行い、溶血等は生じていないことを確認し、安定した実験系を確立できた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

計画したマイルストン通りに推移しており、順調である。

Strategy for Future Research Activity

3年次に設定した下記2つのマイルストン
①ヒト血漿を適用したハイブリッドモデル動物の作成
②ヒトと同スケールのモデルによるAVWSの再現と評価
を達成すべく準備を進めている。
動物実験及びヒト血液を用いた実験を行うので、倫理委員会への申請と承認を得て原生に実験を進める。

Causes of Carryover

Covid-19の影響により旅費に使用する額を遠隔通信を行うための費用に充てた。また、研究は順調に推移したため、一定額を次年度に繰り越した。

  • Research Products

    (7 results)

All 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Development and accuracy evaluation of a degree of occlusion visualization system for roller pumps used in cardiopulmonary bypass2021

    • Author(s)
      Fukaya Aoi、Shiraishi Yasuyuki、Inoue Yusuke、Yamada Akihiko、Sahara Genta、Kudo Takemi、Aizawa Yasuhiro、Yambe Tomoyuki
    • Journal Title

      Journal of Artificial Organs

      Volume: 24 Pages: 27~35

    • DOI

      10.1007/s10047-020-01211-x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Optimum Sterilization Methods of Biocompatible Hybrid Material for Artificial Organs2020

    • Author(s)
      Inoue Yusuke、Tashiro Ayaka、Kawase Yukino、Isoyama Takashi、Saito Itsuro、Ono Toshiya、Hara Shintaro、Ishii Kohei、Yurimoto Terumi、Shiraishi Yasuyuki、Yamada Akihiro、Yambe Tomoyuki、Abe Yusuke
    • Journal Title

      Advanced Biomedical Engineering

      Volume: 9 Pages: 83~92

    • DOI

      10.14326/abe.9.83

  • [Presentation] 機械循環の高せん断によるフォンウィルブランド因子マルチマー切断に関する研究2020

    • Author(s)
      井上雄介,早川正樹,山田昭博,佐原玄太,白石泰之,佐藤康史,武輪能明,堀内久徳,松本雅則,山家智之
    • Organizer
      第58回日本人工臓器学会大会
  • [Presentation] 大動脈弁位置埋込式軸流型血液ポンプの拍動性評価と今後の展開2020

    • Author(s)
      岡本英治、矢野哲也、井上雄介、白石泰之、山家智之、三田村好矩
    • Organizer
      代用臓器再生医学研究会
  • [Presentation] 新型ステント開発支援のための大動脈解離血行動態モデル非臨床試験系の構築2020

    • Author(s)
      山田昭博、盛田良介、井上雄介、白石泰之、、佐原玄太、深谷碧、繁浦瑠偉、N.Andrew、Y.Qian、榛沢和彦、山家智之
    • Organizer
      第58回日本人工臓器学会大会
  • [Presentation] Development of muscle connection parts for implantable power generation system2020

    • Author(s)
      Genta Sahara, Akihiro Yamada, Yusuke Inoue, Yasuyuki Shiraishi, Wataru Hijikata, Aoi Fukaya, Tomoyuki Yambe
    • Organizer
      生体医工学シンポジウム2020
  • [Presentation] How can we determine the optimal cardiopulmonary bypass occlusion?2020

    • Author(s)
      Aoi Fukaya, Yasuyuki Shiraishi, Yusuke Inoue, Akihiko Yamada, Genta Sahara, Takemi Kudo, Yasuhiro Aizawa, Tomoyuki Yambe
    • Organizer
      第154回東北大学加齢医学研究所集談会(154th IDAC Biannual Meeting)

URL: 

Published: 2021-12-27  

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