Fabrication of detachable-liver based on liver-derived ECM sponge needle

2022年度は、3%アガロースを基本として、アガローススポンジニードル基材を作製した。ここでは作製工程における凍結乾燥法を見直した。厳密に温度をコントロールできる設備を新規に導入することにより、緩やかに凍結して緻密な氷晶を作製した後、真空状態で凍結乾燥することで均一に作製し得るプロセスを確立した。より低侵襲な基材の開発を実現するために、3Dプリンタ出力物や金属製のニードル鋳型を用いることで、設計の異なるアガローススポンジニードル基材を作製した。走査型電子顕微鏡（SEM）による構造解析によって、高さ0.4～1.4 mmのニードルを有し、表面はフィルム状、内部は多孔質構造であることを明らかにした。また、肝細胞の機能発現や増殖に寄与する増殖因子と同等の分子量であるシトクロムcやBSAを用い、基材内に拡散供給可能であることをin vitroで明らかにした。マイクロCTで内部の孔サイズを観察したところ、いずれの部位でも同様の大きさであった。スポンジニードル基材をマウス肝臓表面に穿刺し、ラット初代肝細胞を基材上面より播種すると共に細胞の漏出を防ぐためにコラーゲンゲルでコーティングした。移植1日後の組織学的評価では、ニードル基材が肝臓表面の漿膜を貫いて固定されており、基材内部に肝細胞が保持されていた。本基材は、マウス肝臓への穿刺、及び肝細胞の移植に成功した。さらに、高さ0.4、0.9、1.4 mmのニードルを有する基材をマウス肝臓表面に穿刺し、1週間移植した。いずれのニードル基材も肝臓表面に穿刺されたまま固定されており、出血なしに除去することが可能であった。この結果より、移植細胞に腫瘍化等が生じた際には、低侵襲かつ完全に移植細胞を除去できることが期待された。

2022年度は、3%アガロースを基本として、アガローススポンジニードル基材を作製した。ここでは作製工程における凍結乾燥法を見直した。厳密に温度をコントロールできる設備を新規に導入することにより、緩やかに凍結して緻密な氷晶を作製した後、真空状態で凍結乾燥することで均一に作製し得るプロセスを確立した。より低侵襲な基材の開発を実現するために、3Dプリンタ出力物や金属製のニードル鋳型を用いることで、設計の異なるアガローススポンジニードル基材を作製した。走査型電子顕微鏡（SEM）による構造解析によって、高さ0.4～1.4 mmのニードルを有し、表面はフィルム状、内部は多孔質構造であることを明らかにした。また、肝細胞の機能発現や増殖に寄与する増殖因子と同等の分子量であるシトクロムcやBSAを用い、基材内に拡散供給可能であることをin vitroで明らかにした。マイクロCTで内部の孔サイズを観察したところ、いずれの部位でも同様の大きさであった。スポンジニードル基材をマウス肝臓表面に穿刺し、ラット初代肝細胞を基材上面より播種すると共に細胞の漏出を防ぐためにコラーゲンゲルでコーティングした。移植1日後の組織学的評価では、ニードル基材が肝臓表面の漿膜を貫いて固定されており、基材内部に肝細胞が保持されていた。本基材は、マウス肝臓への穿刺、及び肝細胞の移植に成功した。さらに、高さ0.4、0.9、1.4 mmのニードルを有する基材をマウス肝臓表面に穿刺し、1週間移植した。いずれのニードル基材も肝臓表面に穿刺されたまま固定されており、出血なしに除去することが可能であった。この結果より、移植細胞に腫瘍化等が生じた際には、低侵襲かつ完全に移植細胞を除去できることが期待された。