Cell Exerciseにおける力学とバイオの統合
【研究分野】知能機械学・機械システム
【研究キーワード】
Cell Exercise / 細胞シート / 平滑筋細胞 / 周期的静水圧印加 / 細胞培養 / 人工血管 / 周期加圧 / 動脈移植 / メカトロニクス / 細胞組織力学 / 再生医療 / 圧力印加 / 細胞組織 / 細胞組織工学 / 力学
【研究成果の概要】
ヒトは筋トレによって筋肉を増強することができる。これと同じことは細胞レベルでも期待できる。ヒトの臍帯動脈平滑筋細胞をシリンジに入れ、低圧側110-高圧側180kPaかつ周波数0.002Hzの条件で周期的静水圧印加を行ったところ、細胞播種後３０分で大気圧培養と比較して、細胞サイズに統計的有意差が見られた。この条件を基に、ラットの血管平滑筋細胞を用いて同様の工程で10層のシートを作製し、ラットに移植したところ、人工血管として機能することが明らかになった。また人工血管の最大破断応力は、ラットの動脈のそれとほぼ同等なレベルになった。平滑筋細胞だけでなく、心筋細胞に対しても興味深い違いが認めれた。
【研究の社会的意義】
心疾患は主要な死因であり、その中でも心筋梗塞や狭心症といった冠動脈疾患は大部分を占める。心筋梗塞の治療法として冠動脈バイパス手術が施行されているが、特に細い血管において、臨床で利用可能な小口径の人工血管は存在せず、そのため内胸動脈や大腿静脈など自己血管を使用しているのが現状である。近年Tissue Engineering技術により血管の再生を試みる研究が数多くなされているが、現在のところ臨床応用可能な理想的な人工血管は開発されていない。本研究では、ヒト臍帯動脈平滑筋細胞などヒト由来細胞を用いて動脈用血管グラフトを作製することを究極のゴールにしているという点で、社会的意義はきわめて大きい。
【研究代表者】