【研究領域課題番号】18K08600 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

腸管運動不全 / 人工腸管 / 歯髄細胞 / 神経堤細胞 / 発光イメージング / 腸管不全 / 脱細胞技術 / 幹細胞 / 再生医療 / 人工臓器 / 小腸移植

【研究成果の概要】

短腸症候群や腸管運動不全に対する新規治療として、脱細胞化技術を用いて作製した腸管scaffoldにヒト歯髄細胞を用いて再細胞化を施し、機能的な人工小腸グラフトを構築することを目標とした。脱細胞技術によりラット小腸Scaffoldを作製でき、移植するヒト歯髄細胞の性質も確認できた。しかし、経血管循環培養(2週間)による再細胞化では移植細胞の多くが循環培養経路途中の腸間膜部分に留まり、免疫組織化学では腸管scaffold内の移植細胞を証明できず、電子顕微鏡でごく僅かに確認できたのみであった。ヒト細胞であるため、4週間の循環培養の延長も試みたが生着率向上にはつながらなかった。

【研究の社会的意義】

短腸症候群や腸管不全症例に対する根本的治療は小腸・多臓器移植であるが、厳しい免疫抑制を要する治療とドナー不足の問題を抱えている。蠕動しない腸管はうっ滞性腸炎の温床になる危険性を高めるだけであり、これらの問題点を解決するためには自家細胞を用いた免疫抑制を必要としない、蠕動機能を備えた人工臓器の作成を脱細胞技術を用いて作製する必要があると考えた。脱細胞技術を用いる利点は移植時に吻合する血管や腸管内の微細な血管構造を備えており、移植医療に最適と考えたためであるが類洞のようなもともと細胞通過を許容するような構造を備えた肝臓とは異なり、腸管では血管経由以外の再細胞化の方法を検討する必要性が示唆された。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

【研究分野】生物機能・バイオプロセス

【研究領域課題番号】16H02419 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

生体医工学 / 再生医療 / 内分泌組織 / ハイドロゲル / 多孔質担体 / 移植 / 血流 / 灌流培養 / 移植デバイス / 内分泌 / 医用化学工学 / 生物・生体工学 / 人工臓器 / 細胞・組織 / 血管配備

【研究成果の概要】

ピラー状シートを鋳型とし、あらたに開発したゼラチンメタクリレート(GelMA)とヒドロキシエチルメタクリレート（HEMA）共重合体ハイドロゲルを光重合により作成することにより、生分解性の持つハイドロゲルマイクロウエルの開発に成功した。さらにこのゲルウエルでMIN6-m9のスフィロイド培養に成功し、得られたスフィロイドは二次元培養よりもインスリン分泌量が増加し、in vivo試験でもラット肝臓表面に貼付移植後10日後もインスリン分泌能を持つことを示した。このゲルマイクロウエルに流路部を具備したユニバーサルデバイスを開発し、ラット腹部大静脈への移植し、血流導入試験を実施した。

【研究の社会的意義】

内分泌系組織再生の進歩を実現するためには，血中物質濃度を常時センシングしながら血中に迅速にホルモンを分泌できるよう，再生組織に豊富に血流を導入する必要がある．様々な組織において，シート状再生組織は臨床への道筋が見えてきたものの，血管網を具備した厚み1 mm以上のサイズの組織をin vitroで再生した後，移植で血流を導入することは，究極的な目標であるにも関わらず依然として技術的道筋が立っていない．本研究では、内分泌組織の中でも膵島にターゲットを絞り、生体内に移植可能な膵島スフィロイドを作成可能なハイドロゲルマイクロウエルと、血流を導入可能な流路構造を持った新たな移植プラットフォームを実現する。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31

【配分額】44,200千円 (直接経費: 34,000千円、間接経費: 10,200千円)

【研究分野】胸部外科学

【研究領域課題番号】18591561 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

人工臓器 / 再生医療 / リニアアレイセンサー / 血圧測定 / 循環シミュレータ

【研究成果の概要】

人工臓器や生体組織における圧力分布を高精度に測定するために新規的な溝付きリニアアレイセンサーを考案して実用化を目指している。この新圧力センサーではシリコンの単結晶平板にセンサー長手方向と垂直な方向に溝を設け、それぞれのビーム面上にひずみゲージを配置している。試作したセンサーの荷重負荷試験を行い有限要素法による構造解析で考察した。その結果、構造解析によるセンサー出力の予測が可能となりセンサーの設計方法確立の可能性が示唆された。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2006 - 2008

【配分額】3,550千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 450千円)