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●第 51 回日本人工臓器学会大会 Presidential Award 受賞レポート
Follow-up report on the BIOTUBE of 6-year after implantation
─ Evaluation of the patency and morphological change by
ultrasonography ─
＊ 1 京都府立医科大学心臓血管外科，＊ 2 国立循環器病研究センター研究所医工学材料研究室
渡辺 太治＊ 1, 2，山南 将志＊ 1, 2，水野 壮司＊ 2，神田 圭一＊ 1，夜久 均＊ 1，
中山 泰秀＊ 2
Taiji WATANABE, Masashi YAMANAMI, Takeshi MIZUNO, Keiichi KANDA, Hitoshi YAKU,
Yasuhide NAKAYAMA
1.
ために超音波検査も行った。超音波装置は Vivid E9（GE ヘ
目　的
ルスケア・ジャパン株式会社）を用いた。
人工物を生体内に埋入すると，生体防衛機構の働きによ
り周囲を取り囲むようにカプセル状の組織が形成されるこ
3.
とは古くから知られている 1),2) 。我々はこの現象を制御し，
結　果
ビーグル犬頸動脈への自家移植実験では，通常の血管外
患者が自分自身のための移植臓器を体内で作製する「生体
科手術手技を用いた吻合操作が可能であり，動脈グラフト
内組織形成技術（in body tissue architecture technology）」
として実際に移植可能であった（図 3A）
。移植後 5 年目の
の開発を進めてきた。シリコン製の円柱基材を動物の皮下
血管造影写真では，バイオチューブの狭窄や瘤化は認めら
に埋入することにより，自己組織のみから構成される結合
れず，良好な開存が認められた（図 3B）。6 年目に行った血
組織管が形成される（図 1）。これをバイオチューブと名付
管超音波検査（図 4）では，ドップラーにより血流測定を行
け，代用血管としての応用の可能性を追求してきた。
い狭窄の有無を確認したが，開存は良好で加速流速は認め
これまでに直径 3 ∼ 5 mm のバイオチューブを作製し，
られなかった。また壁性状の評価では，著明な内膜の肥厚
ウサギやイヌの頸動脈に自家移植を行った。ウサギにおい
や不整・瘤化は認めなかった。超音波検査により，閉塞や
ては，移植後 3ヵ月で生体動脈に近い階層組織構造（図 2）
瘤化の有無のみならず，狭窄の程度や壁性状の変化を非侵
が形成され，2 年を超えても維持されていた 3) 。今回ビー
襲的にかつ経時的に追跡できることが確認できた。
グル犬頸動脈への長期自家移植モデルにおけるバイオ
チューブの評価を行った。
2.
4.
まとめ
バイオチューブは移植後 6 年経過しても狭窄や瘤化など
方　法
形態的な変性を認めなかった。移植後数ヶ月以内に生体動
ビーグル犬の皮下に直径 5 mm の円柱状シリコン基材を
脈に酷似した階層状の組織再生が誘導され，長期開存と耐
埋入し，1 ∼ 2ヶ月後に結合組織で被覆された基材を摘出し
久性が期待できる実践的な動脈再建用小口径代用血管とし
た。シリコン基材を抜去してバイオチューブを得，頸動脈
て応用可能であることが確認された。
へ自家移植した。移植後 5 年目および 6 年目に，血管造影
で直接開存性を確認した他，壁性状の評価を合わせて行う
5.
独創性
本研究は自己の体内をバイオリアクターとして活用し，
代用血管を作製するものであり，莫大な費用と時間を要す
■著者連絡先
京都府立医科大学心臓血管外科
（〒 602-8566 京都府京都市上京区河原町通広小路上る梶
井町 465）
E-mail. [email protected]
る複雑な細胞操作や細胞培養施設を用いることなく様々な
形やサイズのグラフトを容易・安全・経済的に作製するこ
とを可能とした。バイオチューブは自家組織のみから構成
人工臓器 43 巻 1 号 2014 年
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図 1 バイオチューブの作製
（A）結合組織で被覆された基材を摘出。
（B）周辺組織との癒着はほとんどなく摘出は容易。
図 2 ウサギ頸動脈へのバイオチューブ自家移植後 12 週目の階
層構造
（A）コラーゲンは生体血管と同様に，円周状の配向を示す。
（B）内皮細胞下の中膜に相当する層には紡錘状の SMA 陽性細胞が円周方向に
配列。
（C）内腔は紡錘状の細胞で完全に覆われ血流方向に配列。
（D）エラスチンの出現。
EVG, elastica van Gieson; SEM, scanning electron microscope; SMA, smooth
muscle actin.
図 4 バイオチューブ移植後 6 年目の超音波検査所見
図 3 バイオチューブのビーグル犬への自家移植
バイオチューブ壁に著明な内膜の肥厚や不整は認められず，グラフト吻合部
前後での異常な流速の加速は認めない。
（A）移植直後の術中写真。
（B）移植後 5 年目の血管造影所見（黄色矢印は吻合部）。
されるため，拒絶反応がなく，組織適合性がよく，今後応
用の拡大が期待できる。生体の自然治癒力を最大限引き出
すことにより，早期治癒・迅速な内皮化による強力な抗血
栓性，さらに感染に対する強い抵抗性を持つ小口径代用血
管を高い再現性で形成する技術として，現在の代用血管が
抱える様々な問題点を克服するためのブレイクスルーとな
文　献
1) Sparks CH: Autogenous grafts made to order. Ann Thorac
Surg 8: 104-13, 1969
2) PEIRCE EC 2nd: Autologous tissue tubes for aortic grafts in
dogs. Surgery 33: 648-57, 1953
3) Watanabe T, Kanda K, Ishibashi-Ueda H, et al: Development
of biotube vascular grafts incorporating cuf fs for easy
implantation. J Artif Organs 10: 10-5, 2007
ることが期待できる。
本稿のすべての著者には規定された COI はない。
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