生体血液循環を代替する拍動バイオリアクターによる強度を有する再生大動脈弁の開発

使用脉动生物反应器替代生物血液循环开发强再生主动脉瓣

• 批准号: 17790958
• 负责人: 岩崎 清隆
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17790958/
• 关键词: 無細胞化大動脈弁; 拍動循環バイオリアクター; 心臓弁再生; 組織工学; 石灰化; バイオリアクター; 拍動; 三次元培養; 血管再生; 再生医療

本研究の最終年度である2007年度は,これまで開発してきた無細胞化大動脈弁を大動物に移植して左心高圧系に耐えうる再生心臓弁の可能性を実証する実験を行った.具体的には,マイクロ波と拍動循環とデオキシコール酸を使った独自処理方法を駆使し,清潔に採取したブタ大動脈弁を無細胞化してブタ下行大動脈に移植する実験を行った.移植期間は3ケ月(n=4),6ケ月(n=3),12ケ月(n=3)の3群に分け,組織学的また力学的に検証した.その結果,無細胞化大動脈は,1例も狭窄や瘤化するなどの問題は起こらず,1年間の長期にわたって高圧部位で機能することが明らかとなった.移植後の弁葉のカルシウム濃度を調べたところ,無細胞化大動脈弁は臨床で使われている最も優れた抗石灰化処理が施されている生体弁の1つであるプリマステントレス弁と比較しても顕著に石灰化を抑制できることが明らかとなった.無細胞化大動脈弁では,3ケ月,6ケ月,1年と長期使用しても弁葉部のカルシウム濃度は同程度であり,かつ,移植時の体重約40kgから半年後には3倍以上の体重に成長しているにもかかわらずカルシウム濃度は増大しないことが明らかとなった.したがって,本組織無細胞化心臓弁は成長する低年齢層に使用しても石灰化の抑制という点で大きな効果があると考えられた.また,弁葉の力学的特性を調べたところ,移植前と移植後3ケ月で弁葉の破断強度及び破断ひずみは同程度であり,強度は保持されることが判明した.また,乳下静脈から採取・培養した血管内皮細胞を培養して無細胞化した大動脈弁に予め拍動バイオリアクターを使って播種する手法も確立でき,6ケ月の移植実験から内皮細胞を播種しておいた方が再生が早く起こることが示唆された.以上より,本技術で開発した無細胞化心臓弁は左心高圧系でしっかり機能し,かつ再生し石灰化も抑制できることが明らかとなった.

In the final year of this study, in 2007, the possibility of regenerating heart function in left ventricular hypertension system was demonstrated after the development of acellular arterial function and transplantation into large animals. The specific method of treatment is to clean the aorta and remove the cells from the aorta and transplant the descending aorta. During the transplantation period, 3 groups (n=4), 6 groups (n=3), 12 groups (n=3) were divided into 3 groups, and histological and mechanical findings were observed. As a result, acellular arteries, 1 case of stenosis and tumor, and 1 case of long-term high pressure site function. After transplantation, the concentration of the stem cells was adjusted, and the acellular arterial system was clinically optimized. The lime resistance treatment was applied to the biological system. The acellular aorta was developed 3 months, 6 months and 1 year after long-term use, and the concentration of acellular aorta increased to the same degree. The weight at transplantation was about 40kg. After half a year, the weight increased by more than 3 times. The tissue is acellular, and the growth of the lower layers is inhibited by calcification. The mechanical properties of the leaves were adjusted and the breaking strength and breaking strength of the leaves were determined before and 3 months after transplantation. The vascular endothelial cells were cultured in vitro and cultured in vitro. The vascular endothelial cells were cultured in vitro and cultured in vitro. The vascular endothelial cells were cultured in vitro and cultured in vitro. As mentioned above, this technology has opened up the function of cell-free heart function, regeneration and lime inhibition.

项目成果

再生医療技術の最前線(心臓弁の再生-体内で自己細胞により再生・自己化を誘導する無細胞化心臓弁の創生-)

再生医疗技术的最前沿（心脏瓣膜的再生 - 制造可诱导体内自体细胞再生和自体化的非细胞心脏瓣膜）

• 发表时间: 2007
• 作者: Iwasaki K;et. al.;岩崎清隆
• 通讯作者: 岩崎清隆

組織工学と再生医療

组织工程和再生医学

• 发表时间: 2007
• 期刊: 人工臓器 36(3)
• 作者: Iwasaki K;et. al.;岩崎清隆
• 通讯作者: 岩崎清隆

Innovative Bioreactor Technologies Produces a Completely Decellularized and Pre-endothelialized Functional Aortic Heart Valve

创新的生物反应器技术生产完全脱细胞和预内皮化的功能性主动脉心脏瓣膜

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proceedings of the 12^<th> International Conference on Biomedical Engineering (CD-ROM)
• 作者: K.Iwasaki;S.Ozaki;T.Kawai;S.Yamaguchi;M Eto;Y.Ohba;Y.Ohzeki;M.Umezu
• 通讯作者: M.Umezu

生体内に酷似したバイオリアクターシステムによる強度のある3層血管の創生

使用与体内系统非常相似的生物反应器系统创建坚固的三层血管

• 发表时间: 2006
• 期刊: 人工臓器 33(2)
• 作者: Christina Paz;梅津光生;Charles Vacanti
• 通讯作者: Charles Vacanti

A robust artery engineered using the novel pulsatile pressure and flow bioreactor system controllable of favorable gas concentration

使用新型脉动压力和流量生物反应器系统设计的坚固动脉，可控制有利的气体浓度

• 发表时间: 2007
• 作者: Iwasaki K;et. al.
• 通讯作者: et. al.