生体医工学部
研究活動の概要

 材料工学・機械工学・組織工学を専門とする主に工学系研究者が集まり、循環器疾患に対する新たな治療法や診断法の確立を目指して、医療機器とデバイス・医薬品のための薬物送達システム、そして再生医療等製品の研究開発と臨床化に向けた検討を精力的に進めている。人工血管や人工弁等の材料工学を中心として開発可能な埋入型医療デバイスに加えて、体外で使用する腫瘍不活化医療機器を機械電気工学と協力して遂行するのが生体医工学部の特徴である。細胞機能制御や組織修復更新などの生物学的基礎的研究のみで無く、医療機器メーカーと協力したプロトタイプ作製、生物学的安全性試験、PMDA等との薬事戦略、そして治験に至るまで総合的な研究開発を進めることに重点をおいている。

 新たな医療技術の実用化のためには、工学研究者だけでなく、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が重要である。連携大学院システム等を利用して、多くの学生を受入れ、センターOICあるいはサイエンスカフェなどを利用して、自らのアイデアを臨床化につなげる開発研究に魅力を感じる若手研究者の育成に注力している。

2021年の主な研究成果
  • 10年あまりの開発期間をかけて、世界最小口径の異種脱細胞化血管の非臨床開存化に成功し、その臨床化のために必要な滅菌法確率やパッケージングを含む最終製品設計を完了し、さらに、生物学的安全性重要項目をGLP準拠で完了した。生体由来材料に対する生物学的安全性試験などの標準化が十分でないために、独自にその問題点を洗い出しPMDA対面助言において、また規制当局に対してその重要性を提示した。10年間のSイノベプロジェクト(現在はAMED管轄)を終了し、京都大学内のプロジェクトで医師主導治験に向けた準備を進めている。
  • 超高静水圧印加による腫瘍細胞の不活化(死滅化)条件を見いだし、これらを、術場で用いた皮膚腫瘍や転移性骨腫瘍の治療法を開発し、2021年度から企業治験を開始した。
  • 血管内で自己組織化と解離の平衡状態を呈する高分子化MRI造影剤の開発に成功し、直径45μmの微小血管のMRI撮像を可能にするとともに、体内からの速やかな排泄も実現することに成功した(国内特許成立)。
  • 組織表面に接触することで、溶液からゲル皮膜に相転位する新たなインジェクタブルゲルを開発し、その特許を成立させた。このインジェクタブルバイオマテリアルは、内視鏡術で使用可能な癒着防止材、止血材、接着剤としての応用が期待できる。
研究業績
  1. Liu YH, Mahara A, Kambe Y, Hsu YI, Yamaoka T. Endothelial cell adhesion and blood response to hemocompatible peptide 1 (HCP-1), REDV, and RGD peptide sequences with free N-terminal amino groups immobilized on a biomedical expanded polytetrafluorethylene surface. Biomaterials Science. 9, 1034-1043, 2021.
  2. Otaka A, Mahara A, Ishihara K, Yamaoka T. Adhesion of Flk1-expressing cells under shear flow in phospholipid polymer-coated immunoaffinity channels. Journal of Micromechanics and Microengineering. 31, 45012, 2021.
  3. Mahara A, Kitagawa K, Otaka A, Nakaoki T, Ishihara K, Yamaoka T. Impact of REDV peptide density and its linker structure on the capture, movement, and adhesion of flowing endothelial progenitor cells in microfluidic devices. Materials Science & Engineering C-Materials for Biological Applications. 129, 112381, 2021.
  4. Hsu YI, Mahara A, Yamaoka T. Identification of circulating cells interacted with integrin α4β1 ligand peptides REDV or HGGVRLY. Peptides. 136, 170470, 2021.
  5. Kambe Y, Yamaoka T. Initial immune response to a FRET-based MMP sensor-immobilized silk fibroin hydrogel in vivo. Acta Biomaterialia. 130, 199-210, 2021.
  6. Morimoto N, Mitsui T, Sakamoto M, Mahara A, Yoshimura K, Arata J, Jinno C, Kakudo N, Kusumoto K, Yamaoka T. A Novel Treatment for Giant Congenital Melanocytic Nevi Combining Inactivated Autologous Nevus Tissue by High Hydrostatic Pressure and a Cultured Epidermal Autograft: First-in-Human, Open, Prospective Clinical Trial. Plastic & Reconstructive Surgery. 148, 71e-76e, 2021.
  7. Kambe Y, Kuwahara K, Sato M, Nakaoki T, Yamaoka T. Enhanced ß2-microglobulin binding of a “navigator” molecule bearing a single-chain variable fragment antibody for artificial switching of metabolic processing pathways. Biomaterials Science. 9, 5551-5558, 2021.
  8. 山岡 哲二, 神戸 裕介. 血中病因物質を消し去る新たな治療戦略:DNCS(ディンクス). Drug Delivery System. 36, 220, 2021.