生体医工学部
研究活動の概要

　材料工学技術を中心として、分子生物学・生化学・薬学等の最新手法を取り入れることで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いる。

　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化に成功し、中長期開存性試験を実施すると共に、その臨床化に必要な生物学的安全性重要項目をGLP準拠で実施し、臨床研究に向けての準備を完了しつつある。また、6年間にわたって超高静水圧を用いた皮膚腫瘍の治療法を確立し外部機関による臨床研究を経て現在開発医療機器の治験の準備を進めている。

　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。

2018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ほぼ全項目の確認を終えた。AMED長期プロジェクトの第Ⅲステージに採択され、今後、臨床研究を目指す。
  • 撮像が困難であった脳毛細血管の詳細撮像を可能にする独自の造影剤が、血中での凝集性に基づくという新しいメカニズムを解明した。
  • 血中病因物質除去システムであるDNCSを独自に開発してきたが、今回、β2ミクログロブリンをターゲットとした、DNCS薬剤の開発に成功し、マウスレベル実験において主な代謝経路を腎臓から肝臓にスイッチすることに成功した。
  • 生体内でゾルからゲルに展翅する新たなインジェクタブルゲルとして、従来の光や温度という刺激ではなくグルコース濃度変化に応答する新たなシステムを構築した。
  • 血液接触医療機器材料の血液適合性を評価するための、ミニブタ体外循環サーキットを構築し、新たな人工血管容器剤の特性について解明した。
研究業績
  1. Hirata M, Yamaoka T. Effect of stem cell niche elasticity/ECM protein on the self-beating cardiomyocyte differentiation of induced pluripotent stem (iPS) cells at different stages. Acta Biomaterialia. 65, 44-52, 2018.
  2. Yamanaka H, Yamaoka T, Mahara A, Morimoto N, Suzuki S. Tissue-engineered submillimeter-diameter vascular grafts for free flap survival in rat model. Biomaterials. 179, 156-163, 2018.
  3. Liu YH, Munisso MC, Mahara A, Kambe Y, Fukazawa K, Ishihara K, Yamaoka T. A surface graft polymerization process on chemically stable medical ePTFE for suppressing platelet adhesion and activation. Biomaterials Science. 6, 1908-1915, 2018.
  4. Hsu YI, Mahara A, Yamaoka T. Influence of Molecular Mobility on Contrast Efficiency of Branched Polyethylene Glycol Contrast Agent. Contrast Media & Molecular Imaging. 2018, 1259325, 2018.
  5. Takeda Y, Honda Y, Kakinoki S, Yamaoka T, Baba S. Surface modification of porous alpha-tricalcium phosphate granules with heparin enhanced their early osteogenic capability in a rat calvarial defect model. Dental Materials Journal. 37, 575-581, 2018.
  6. Munisso MC, Mahara A, Yamaoka T. Design of in situ porcine closed-circuit system for assessing blood-contacting biomaterials. Journal of Artificial Organs. 21, 317-324, 2018.
  7. Kakinoki S, Takasaki K, Mahara A, Ehashi T, Hirano Y, Yamaoka T. Direct surface modification of metallic biomaterials via tyrosine oxidation aiming to accelerate the re-endothelialization of vascular stents. Journal of Biomedical Materials Research Part A. 106, 491-499, 2018.
  8. Mahara A, Enmi J, Hsu YI, Kobayashi N, Hirano Y, Iida H, Yamaoka T. Superfine Magnetic Resonance Imaging of the Cerebrovasculature Using Self-Assembled Branched Polyethylene Glycol-Gd Contrast Agent. Macromolecular Bioscience. 18, e1700391, 2018.
  9. Matsuse K, Hashimoto Y, Kakinoki S, Yamaoka T, Morita S. Periodontal regeneration induced by porous alpha-tricalcium phosphate with immobilized basic fibroblast growth factor in a canine model of 2-wall periodontal defects. Medical Molecular Morphology. 51, 48-56, 2018.
  10. Hsu YI, Yamaoka T. Visualization and quantification of the bioactive molecules immobilized at the outmost surface of PLLA-based biomaterials. Polymer Degradation and Stability. 156, 66-74, 2018.