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、循環器疾患に対する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）、再生医療関連技術を具体的なターゲットとし、その、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、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世界で初めて成功し、中長期開存性試験を実施するとともに、今年度は、その臨床化にむけて滅菌法やパッケージングを含む最終製品設計を検討し、必須である生物学的安全性重要項目をGLP準拠で実施し、治験に向けての準備を完了しつつある。
また、京都大学形成外科教室と共同で、超高静水圧を用いた母斑や皮膚腫瘍の治療法を確立し、その臨床研究を完了し、腫瘍治療用の新たな医療機器の最終製品の設計と作成などの治験準備がほぼ整ったので、次年度に開始予定である。

　新たな医療機器の実用化のためには、センター内外の臨床医・基礎医・獣医・生化学系研究者との共同研究に加えて、産業界や規制当局との協力や情報共有が重要である。センターOICあるいはサイエンスカフェなどを利用して、さらなる実用化研究と若手研究者の育成に注力したい。

2019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進め、1年の開存性と早期内膜再生を確認した。生体由来材料に対する生物学的安全性試験が詳細に規定されていない状況から、その策定を進めてきた。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相転位する新たな癒着防止材として、従来の光などの外部刺激ではなくグルコース濃度変化に応答する一液性システムの構築に成功した。
  • 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、新たな人工血管用基材の特性について解明した。
  • 移植部位に合わせた弾性率と生分解性を示すゲル材料の開発を進め、両性質の独立制御に成功した。また、弾性率は一定で生分解性が異なるゲルを心筋梗塞モデル動物に移植し、遅い生分解性を示すゲルの方が、治療効果が高いことを示した。
研究業績
  1. Mahara A, Sakuma T, Mihashi N, Moritan T, Yamaoka T. Accelerated endothelialization and suppressed thrombus formation of acellular vascular grafts by modifying with neointima-inducing peptide: A time-dependent analysis of graft patency in rat-abdominal transplantation model. Colloids and Surfaces B-Biointerfaces. 181, 806-813, 2019.
  2. Munisso MC, Yamaoka T. Peptide with endothelial cell affinity and antiplatelet adhesion property to improve hemocompatibility of blood-contacting biomaterials. Peptide Science. 111, e24114, 2019.
  3. Mahara A, Kobayashi N, Hirano Y, Yamaoka T. Sonoporation-based labeling of mesenchymal stem cells with polymeric MRI contrast agents for live-cell tracking. Polymer Journal. 51, 685-692, 2019.
  4. Munisso MC, Yamaoka T. Evolution of Phage Display Approaches to Select Highly Specific Hemocompatible Peptides. Tissue Engineering Part C: Methods. 25, 288-295, 2019.
  5. Munisso MC, Yamaoka T. Circulating Endothelial Progenitor Cells in Small-diameter Artificial Blood Vessel. Journal of Artificial Organs. Epub, 2019.
  6. Kambe Y, Yamaoka T. Biodegradation of injectable silk fibroin hydrogel prevents negative left ventricular remodeling after myocardial infarction. Biomaterials Science. 7, 4153-4165, 2019.
  7. Hsu YI, Yamaoka T. Improved exposure of bioactive peptides to the outermost surface of the polylactic acid nanofiber scaffold. Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials. Epub, 2019.
  8. Masuoka H, Morimoto N, Mahara A, Sakamoto M, Mitsui T, Kakudo N, Kusumoto K, Yamaoka T. Simple and efficient method for consecutive inactivation-cryopreservation of porcine skin grafts. Journal of Artificial Organs. Epub, 2019.
  9. Kambe Y, Tokushige T, Mahara A, Iwasaki Y, Yamaoka T. Cardiac differentiation of induced pluripotent stem cells on elastin-like protein-based hydrogels presenting a single cell adhesion sequence. Polymer Journal. 51, 97-105, 2019.
  10. Kambe Y, Mahara A, Tanaka H, Kakinoki S, Fukazawa K, Liu Y, Kyomoto M, Minatoya K, Ishihara K, Yamaoka T. Short-term evaluation of thromboresistance of a poly(ether ether ketone)(PEEK) mechanical heart valve with poly(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcloline)(PMPC)-grafted surface in a porcine aotic valve replacement model. Journal of Biomedical Materials Research Part A. 107, 1052-1063, 2019.
  11. 馬原 淳, 山岡 哲二. 高分子MRI造影剤の開発と微細血管網の可視化技術. 日本口腔インプラント学会誌. 32, 217-221, 2019.