生体医工学部
研究活動の概要

　循環器疾患の撲滅を目指し、工学的手法を駆使した新たな治療法や医療デバイスの研究を進めている。人工血管や人工弁等の外科的デバイス、薬物送達用システム（DDS）キャリヤに、再生医療関連技術の開発を具体的なターゲットし、特に、生体組織を材料とした再生医療用デバイスの臨床化に向けた研究を精力的に実施してきた。近年、脱細胞化異種血管に自己組織誘導型機能を搭載することで、世界初の内径2mm長さ30cmという小口径人工血管の大動物実験開存に成功し、その臨床化に必要な生物学的安全性重要項目を検討して基本的な安全性を確認した。また、近年、再生医療用デバイスとして注目されているハイドロゲル材料の高機能化により、血管や細胞の浸潤の誘導、心筋梗塞リモデリングの抑制、組織接着性ゲル化癒着防止剤を開発し、その有効性を確認した。工学系研究者を中心に構成されている部であるが、センター内外の臨床医・基礎医・獣医・生化学系研究者の参画を得て、循環器疾患に対する新たな戦略開発をとおして若手研究者の育成にも注力している。本年度の主な具体的内容を以下に示す。

2017年の主な研究成果
  • 内皮誘導型内腔を有する脱細胞小口径血管の大動物移植実験をすすめ１年の開存性と自己組織再生を確認した。また、生物学的安全性試験のうちの重要項目を実施し、臨床化に向けての臨基本的安全性を確認した。
  • 新たなMRI造影剤システムを開発し、これまで撮像が困難であった脳毛細血管の詳細撮像に成功した。
  • ハイドロゲルを心筋梗塞部位にインジェクトする新たな心筋梗塞治療法の確立をすすめ小動物実験におけるＰＯＣを明らかとした。
  • 血中病因物質除去システムであるDNCSを独自に開発し、小動物でその有効性を実証した。
  • 水溶性MRI造影剤を用いて、移植した間葉系幹細胞やiPS細胞の生体内追跡に成功した。
  • iPS細胞からの心筋分化誘導に与える、培養基材の弾性率と組成を検討する事で、自己拍動心筋への分化効率にすぐれるマトリックスの調製を可能にした。
研究業績
  1. Hirata M, Yamaoka T. Hepatocytic differentiation of iPS cells on decellularized liver tissue. Journal of Artificial Organs. 20, 318-325, 2017.
  2. Kambe Y, Yamaoka T, Kitamura S. Someday, a scientific dream will become reality. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 153, 751, 2017.
  3. Mahara A, Harada-Shiba M, Yamaoka T. A Novel Strategy for Etiologic Factor Removal: Drug-Navigated Clearance System (DNCS). Chemical & Pharmaceutical Bulletin. 65, 649-652, 2017.
  4. Mahara A, Kiick KL, Yamaoka T. In vivo guided vascular regeneration with a non-porous elastin-like polypeptide hydrogel tubular scaffold. Journal of Biomedical Materials Research Part A. 105, 1746-1755, 2017.
  5. Morimoto N, Mahara A, Jinno C, Ogawa M, Kakudo N, Suzuki S, Fujisato T, Kusumoto K, Yamaoka T. The superiority of the autografts inactivated by high hydrostatic pressure to decellularized allografts in a porcine model. Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials. 105, 2653-2661, 2017.
  6. Morimoto N, Mahara A, Jinno C, Ogawa M, Kakudo N, Suzuki S, Kusumoto K, Fujisato T, Yamaoka T. An evaluation of the engraftment and the blood flow of porcine skin autografts inactivated by high hydrostatic pressure. Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials. 105, 1091-1101, 2017.
  7. Munisso MC, Yamaoka T. Novel peptides for small-caliber graft functionalization selected by a phage display of endothelial-positive/platelet-negative combined selection. Journal of Materials Chemistry B. 5, 9354-9364, 2017.
  8. Ohno M, Fuchimoto Y, Hsu HC, Higuchi M, Komura M, Yamaoka T, Umezawa A, Enosawa S, Kuroda T. Airway reconstruction using decellularized tracheal allografts in a porcine model. Pediatric Surgery International. 33, 1065-1071, 2017.
  9. Otaka A, Kitagawa K, Nakaoki T, Hirata M, Fukazawa K, Ishihara K, Mahara A, Yamaoka T. Label-Free Separation of Induced Pluripotent Stem Cells with Anti-SSEA-1 Antibody Immobilized Microfluidic Channel. Langmuir. 33, 1576-1582, 2017.
  10. Sakamoto M, Morimoto N, Jinno C, Mahara A, Ogino S, Suzuki S, Kusumoto K, Yamaoka T. Melanin pigments in the melanocytic nevus regress spontaneously after inactivation by high hydrostatic pressure. PLoS ONE. 12, e0186958, 2017.
  11. Sawa Y, Matsumiya G, Matsuda K, Tatsumi E, Abe T, Fukunaga K, Ichiba S, Kishida A, Kokubo K, Masuzawa T, Myoui A, Nishimura M, Nishimura T, Nishinaka T, Okamoto E, Tokunaga S, Tomo T, Tsukiya T, Yagi Y, Yamaoka T. Journal of Artificial Organs 2016: the year in review. Journal of Artificial Organs. 20, 43107, 2017.
  12. Somekawa S, Mahara A, Masutani K, Kimura Y, Urakawa H, Yamaoka T. Effect of Thermoresponsive Poly(L-lactic acid)-poly(ethylene glycol) Gel Injection on Left Ventricular Remodeling in a Rat Myocardial Infarction Model. Tissue Engineering and Regenerative Medicine. 14, 507-516, 2017.
  13. Kambe Y, Murakoshi A, Urakawa H, Kimura Y, Yamaoka T. Vascular induction and cell infiltration into peptide-modified bioactive silk fibroin hydrogels. Journal of Materials Chemistry B. 5, 7557-7571, 2017.
  14. Yamaoka T, Hirata M, Dan T, Yamashita A, Otaka A, Nakaoki T, Miskon A, Kakinoki S, Mahara A. Individual evaluation of cardiac marker expression and self-beating during cardiac differentiation of P19CL6 cells on different culture substrates. Journal of Biomedical Materials Research Part A. 105, 1166-1174, 2017.
  15. Akizawa Y, Morita Y, Hsu Y, Yamaoka T, Nakamachi E. Development of IKVAV Modified PLLA Guide Tube Having Unidirectional Fibers on Inner Surface to Enhance Axonal Extension. Proceedings of the Asme International Mechanical Engineering Congress and Exposition, 2016. 3, 2017.
  16. 柿木 佐知朗, 平野 義明, 山岡 哲二. リガンドペプチド固定化技術による循環器系埋入デバイスの細胞機能化. 医療・診断をささえるペプチド科学 -再生医療・DDS・診断への応用-. 165-173, 2017.
  17. 馬原 淳, 山岡 哲二. 界面修飾技術を応用した新たな医療デバイスの開発. 化学工業. 68, 13-16, 2017.
  18. 馬原 淳, 山岡 哲二. 機能性ペプチド修飾による脱細胞小口径血管の開存化. 医療・診断をささえるペプチド科学 -再生医療・DDS・診断への応用-. 157-164, 2017.
  19. 山岡 哲二. 高分子系スキャホールドによる再生医療. 工業材料. 65, 18-23, 2017.
  20. 山岡 哲二. 水溶性高分子化MRI造影剤による移植生細胞の３Dイメージング. CSJカレントレビュー24 医療・診断・創薬の化学 医療分野に挑む革新的な科学技術. 157-161, 2017.
  21. 大高 晋之. 抗SSEA1抗体固定化流路界面の細胞挙動を用いた未分化性評価. バイオマテリアル -生体材料-. 35, 28-29, 2017.