JPWO2014065017A1 - 人工血管、および、人工血管の製造方法 - Google Patents

人工血管、および、人工血管の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2014065017A1
JPWO2014065017A1 JP2014543177A JP2014543177A JPWO2014065017A1 JP WO2014065017 A1 JPWO2014065017 A1 JP WO2014065017A1 JP 2014543177 A JP2014543177 A JP 2014543177A JP 2014543177 A JP2014543177 A JP 2014543177A JP WO2014065017 A1 JPWO2014065017 A1 JP WO2014065017A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
blood vessel
artificial blood
extracellular matrix
less
peptide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2014543177A
Other languages
English (en)
Inventor
山岡 哲二
哲二 山岡
馬原 淳
淳 馬原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JMS Co Ltd
Original Assignee
JMS Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JMS Co Ltd filed Critical JMS Co Ltd
Publication of JPWO2014065017A1 publication Critical patent/JPWO2014065017A1/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/04Hollow or tubular parts of organs, e.g. bladders, tracheae, bronchi or bile ducts
    • A61F2/06Blood vessels
    • A61F2/062Apparatus for the production of blood vessels made from natural tissue or with layers of living cells
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/82Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K35/00Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
    • A61K35/12Materials from mammals; Compositions comprising non-specified tissues or cells; Compositions comprising non-embryonic stem cells; Genetically modified cells
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/3683Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix subjected to a specific treatment prior to implantation, e.g. decellularising, demineralising, grinding, cellular disruption/non-collagenous protein removal, anti-calcification, crosslinking, supercritical fluid extraction, enzyme treatment
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/507Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials for artificial blood vessels
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P9/00Drugs for disorders of the cardiovascular system
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/78Connective tissue peptides, e.g. collagen, elastin, laminin, fibronectin, vitronectin or cold insoluble globulin [CIG]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2210/00Particular material properties of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof
    • A61F2210/0076Particular material properties of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof multilayered, e.g. laminated structures
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2240/00Manufacturing or designing of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof
    • A61F2240/001Designing or manufacturing processes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K35/00Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
    • A61K35/12Materials from mammals; Compositions comprising non-specified tissues or cells; Compositions comprising non-embryonic stem cells; Genetically modified cells
    • A61K35/44Vessels; Vascular smooth muscle cells; Endothelial cells; Endothelial progenitor cells

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

血栓の形成を防ぐことができる人工血管、および、当該人工血管の製造方法を提供するために、生体由来の血管組織から得られる細胞外マトリックスに対して、特定のアミノ酸配列を含むペプチドが付加されて形成されている、内腔断面の直径が4mm以下である人工血管を用いる。

Description

本発明は、人工血管、および、人工血管の製造方法に関する。
現在、生体内の元々の組織に代わって生体内で機能し得る人工組織に注目が集まっており、その開発が進められている。
例えば、特許文献1および2には、移植可能な動物に由来する各種組織から細胞等を除去して結合組織を取り出し、当該結合組織を人工組織として用いる技術が開示されている。
人工組織の種類としては多様であり、例えば、軟組織(例えば、血管、心臓弁膜、角膜、羊膜、および硬膜など)、硬組織(例えば、骨、軟骨、および歯など)、または、臓器(例えば、心臓、腎臓、肝臓、膵臓、および脳など)として機能し得る人工組織の開発が進められている。
生体内に存在する組織の中でも、血管は、様々な太さ、長さ、分岐等を有するバリエーションに富んだ組織であるといえる。また、血管は、絶えず血流からの圧力を受けるという過酷な環境に晒されるため、また、縫合等の手術時に大きな力が加わるため、強度が高い必要がある。
近年、循環器系の疾患を患う患者の数が増加するにしたがって、人工血管の需要が増加し、当該需要に応えるために、様々な人工血管が開発され用いられている。
例えば、ePTFEやダクロン(登録商標)などの合成高分子によって作製された人工血管が開発され、用いられている。このような合成高分子によって作製される人工血管は、内腔の断面が太い場合(換言すれば、中口径や大口径である場合)には有効に機能し、このような人工血管は、年間略70万本も使用されている。
日本国公開特許公報「特開2004−97552号公報(2004年4月2日公開)」 US2002/0077697A1(2002年6月20日公開)
しかしながら、上述のような従来の人工血管は、人工血管の内腔が細いと、内腔に血栓が生じ易いという問題点を有している。
例えば、人工血管の断面における内腔の形状を円形と考えた場合に、当該円の直径が4mm以下になると、移植してから短時間の間に人工血管の内腔に血栓が形成され、これによって血流が阻害される。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、血栓の形成を防ぐことができる人工血管、および、当該人工血管の製造方法を提供することにある。
本発明の人工血管は、上記課題を解決するために、生体由来の血管組織から細胞を除去して得られる細胞外マトリックスによって形成されている人工血管であって、上記人工血管の内腔断面の直径が4mm以下であり、上記細胞外マトリックスには、アミノ酸配列(POG)−X−(REDV)(ここで、nおよびmは、各々1以上の任意の整数であり、Xは、0個以上の任意の数の任意のアミノ酸からなるペプチドリンカーである)を含むペプチドが付加されていることを特徴としている。
本発明の人工血管の製造方法は、上記課題を解決するために、血管の内腔断面の直径が4mm以下である生体由来の血管組織から細胞が除去された細胞外マトリックスを得る第1工程と、上記細胞外マトリックスに対して、アミノ酸配列(POG)−X−(REDV)(ここで、nおよびmは、各々1以上の任意の整数であり、Xは、0個以上の任意の数の任意のアミノ酸からなるペプチドリンカーである)を含むペプチドを付加する第2工程と、を有することを特徴としている。
本発明は、内腔が細い人工血管であったとしても、当該人工血管の内腔に血栓が形成されることを防止することができるという効果を奏する。
本発明では、生体に由来する細胞外マトリックスを用いて人工血管が作製されているので、生体適合性が高い人工血管を実現することができるという効果を奏する。
本発明では、細胞外マトリックスから生体に由来する細胞および細胞の構成成分(例えば、DNAなど)が効率よく除去されているので、人工血管の移植時の拒絶反応の発生を防ぐことができる。具体的に言えば、細胞外マトリックスに細胞および細胞の構成成分が残存していると、このような細胞外マトリックスによって作製された人工血管を、細胞外マトリックスが由来する生物種(例えば、ダチョウ)とは異なる生物種(例えば、ヒト、ブタ)へ移植した場合に、拒絶反応が生じてしまう。しかしながら、本発明では、細胞外マトリックスから生体に由来する細胞および細胞の構成成分が効率よく除去されているので、このような拒絶反応が生じることを防ぐことができる。
本発明は、内腔が細く(例えば、内腔の断面形状を円形と考えた場合に、当該円の直径が4mm以下)、長く(例えば、40cm以上)、かつ、分岐の少ない(例えば、分岐が無い)人工血管を実現することができるという効果を奏する。このような人工血管であれば、臨床でも、幅広く利用可能である。例えば、臨床においては、遠く離れた血管の間にバイパスを形成する必要が生じる場合がある。本発明の人工血管であれば、このようなバイパスを容易に形成することができる。
本発明は、強度が高い人工血管を実現することができるという効果を奏する。つまり、本発明は、手術時の縫合処理によって破損することが無い、換言すれば、手術が容易な人工血管を実現することができるという効果を奏する。また、本発明は、静脈用の血管としては勿論のこと、動脈用の血管としても利用できる強度が高い人工血管を実現することができるという効果を奏する。
本発明は、移植先にて著期間にわたって安定に機能することが可能な人工血管を実現することができるという効果を奏する。
本発明の実施例の各種ペプチドが有する細胞接着活性を示すグラフである。 本発明の実施例の細胞外マトリクスの染色像を示す写真である。 本発明の実施例の細胞外マトリクスの染色像を示す写真である。 本発明の実施例の人工血管を示す写真である。 本発明の実施例における、大腿−大腿交叉バイパス術を用いた人工血管の移植手術の概要を説明する図である。 (a)および(b)は、本発明の実施例において、バイパス経路を形成している人口血管の部位の血流の有無を、レーザードップラーにて確認した結果を示すグラフである。 (a)および(b)は、本発明の実施例における人工血管を示す写真である。 (a)〜(c)は、本発明の実施例において、ペプチドが付加された人工血管の、移植した後20日目の様子を示す写真である。 (a)〜(c)は、本発明の実施例において、ペプチドが付加されていない人工血管の、移植した後7日目の様子を示す写真である。 (a)〜(c)は、本発明の実施例における、移植後の人工血管の様子を示す図である。 (a)および(b)は、本発明の実施例において、移植後の人工血管を血管内超音波診断したときの結果を示す図である。 (a)および(b)は、各々、本発明の実施例において移植された人工血管をヘマトキシリン・エオシン染色、および、フォン・ビィレブランド染色した結果を示す写真である。 本発明の実施例において、人工血管の強度を試験するための方法を説明する図である。 本発明の実施例の人工血管の強度を示すグラフである。 (A)〜(E)は、本発明の実施例における、第1工程、第3工程および第4工程の細胞除去効果を示す写真である。
本発明の一実施の形態について以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
〔1.人工血管〕
本実施の形態の人工血管は、加圧処理などによって、生体由来の血管組織から細胞を除去して得られる細胞外マトリックスによって形成されている人工血管である。なお、細胞を除去する方法は当該方法に限定されない。この点については後述する。
血管組織を加圧処理することによって得られる細胞外マトリックスは、極めてインタクトな状態に近い細胞外マトリックスであるとともに、効率よく細胞および細胞の構成成分が除去された細胞外マトリックスである。このような細胞外マトリックスを用いて作製された人工血管は、基本的に、生体適合性が高く拒絶反応が低い人工血管となり得る。
上述した生体としては特に限定されないが、例えば、非ヒト動物(例えば、走鳥類、鳥類、または、哺乳類など)を挙げることが可能である。
上記哺乳類としては特に限定されないが、例えば、マウス、ラット、ウサギ、ヤギ、ヒツジ、サルなどを揚げることができる。
上述した生体の中では、走鳥類(例えば、エミュー、キーウィ、ダチョウ、ヒクイドリ、または、レアなど)が好ましいといえる。走鳥類の首は一般的に長く、当該首に存在する頚動脈などの血管は、細く、長く、かつ、分岐が少ない。それ故に、走鳥類の血管を用いて人工血管を作製すれば、内腔の断面がより小さく、より長く、かつ、より分岐の少ない人工血管を実現することができる。このような人工血管は、臨床の現場において、極めて有用であるといえる。また、走鳥類などは飼育が容易であるために、多量の血管組織を安定的に供給することもできる。
本実施の形態の人工血管は、上述した生体に由来する血管組織から細胞を除去して得られる細胞外マトリックスによって形成されている。なお、本明細書において「血管組織」とは、血管を構成する細胞外マトリックスと、血管を構成する細胞と、によって形成されている組織を意図する。更に具体的には、本明細書において「血管組織」とは、内皮細胞などによって形成されている内膜と、平滑筋細胞、弾性繊維およびコラーゲン繊維などによって形成されている中膜と、繊維芽細胞および結合組織などによって形成されている外膜と、によって形成されている組織を意図する。
生体由来の血管組織の具体的な構成としては特に限定されず、動脈であってもよいし、静脈であってもよい。本実施の形態の人工血管は、インタクトな状態に極めて近い細胞外マトリックスによって形成されているので、材料として動脈を用いたとしても、また、静脈を用いたとしても、非常に強度の高い人工血管を実現することができる。但し、より強度の高い人工血管を実現するという観点からは、血管組織は動脈であることが好ましいといえる。一方、より容積の大きな内腔を有する人工血管を実現するという観点からは、血管組織は静脈であることが好ましいといえる。それ故に、人工血管の目的に合わせて、血管組織の種類を適宜選択すればよい。
本実施の形態の人工血管は、動脈用の人工血管として用いることも可能であるし、静脈用の人工血管として用いることも可能である。本発明の人工血管は、より血流の早い箇所の血管(具体的には、動脈用の人工血管)として用いた場合に、より効果的に血栓を防止することができる傾向を有している。このような血流の早い箇所では人工血管に対してより高い圧力が加わるので、人工血管の強度が、より高いことが好ましいといえる。したがって、動脈用の人工血管を製造する場合には、上記血管組織は動脈であることが好ましいといえる。
また、本実施の形態の人工血管は、細胞外マトリックスの供給源である上記生体に由来する細胞および細胞の構成成分の含有量が極めて少ないので、人工血管に対する拒絶反応の発生を防ぐことができる。それ故に、本実施の形態の人工血管は、細胞外マトリックスの供給源である生体(例えば、走鳥類)とは異なる種の生体(例えば、哺乳類)に対して移植するための人工血管であってもよい。勿論、本実施の形態の人工血管は、細胞外マトリックスの供給源である生体と同じ種の生体に対して移植するための人工血管であってもよい。
本発明では、細胞外マトリックスから生体に由来する細胞および細胞の構成成分(例えば、DNAなど)が効率よく除去されているので、人工血管の移植時の拒絶反応の発生を防ぐことができる。具体的に言えば、細胞外マトリックスに細胞および細胞の構成成分が残存していると、このような細胞外マトリックスによって作製された人工血管を、細胞外マトリックスが由来する生物種(例えば、ダチョウ)とは異なる生物種(例えば、ヒト、ブタ)へ移植した場合に、拒絶反応が生じてしまう。しかしながら、本発明では、細胞外マトリックスから生体に由来する細胞および細胞の構成成分が効率よく除去されているので、このような拒絶反応が生じることを防ぐことができる。
上述したように、本実施の形態の人工血管は、血管組織に対して加圧処理などの処理を行うことによって得られる、細胞外マトリックスによって形成されている。
上記処理の詳細については、後述する〔2−1.第1工程〕の欄で詳細に説明するので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
本実施の形態の人工血管の構成成分は限定されないが、本実施の形態の人工血管は、例えば、少なくともvon Willebrand factor、Vimentin、α Smooth muscle actin、および、Elastica van Gieson染色によって染色される物質によって形成されていてもよい。
更に具体的には、本実施の形態の人工血管は、少なくともvon Willebrand factor、Vimentin、α Smooth muscle actin、Elastica van Gieson染色によって染色される物質、コラーゲン、および、エラスチンによって形成されていてもよい。
上記構成によれば、本実施の形態の人工血管がインタクトな状態に極めて近い細胞外マトリックスを含んでいるので、より良く機能する人工血管を実現することができる。
本実施の形態の人工血管は、その断面における内腔の形状を円形と考えた場合に、当該円の直径が4mm以下であってもよく、3mm以下であってもよく、2mm以下であってもよく、1.5mm以下であってもよく、または、1mm以下であってもよい。なお、材料となる血管組織を適宜選択することによって、所望の太さの内腔を有する人工血管を実現することができる。
本実施の形態の人工血管は、血栓が形成されることを効果的に防ぐことができるので、人工血管の内腔の円形状が大きい場合は勿論のこと、たとえ人工血管の内腔の円形状が小さい場合(例えば、円の直径が4mm以下)であっても、内腔に血栓が形成されることを防ぐことができる。
また、本実施の形態の人工血管は、その断面における内腔の面積が、π×2mm以下であってもよく、π×1.5mm以下であってもよく、π×1mm以下であってもよく、π×0.75mm以下であってもよく、π×0.5mm(π≒3.14)。なお、この場合には、人工血管の断面における内腔の形状は、真円に限らない。
本実施の形態の人工血管は、血栓が形成されることを効果的に防ぐことができるので、人工血管の内腔の断面積が大きい場合は勿論のこと、たとえ人工血管の内腔の断面積が小さい場合(例えば、断面における内腔の面積がπ×2mm以下)であっても、内腔に血栓が形成されることを防ぐことができる。
本実施の形態の人工血管は、その長さは特に限定されないが、例えば、10cm以上であってもよく、20cm以上であってもよく、30cm以上であってもよく、40cm以上であってもよく、50cm以上であってもよく、60cm以上であってもよく、70cm以上であってもよく、80cm以上であってもよい。人工血管の長さは、好ましくは40cm以上であり、より好ましくは80cm以上である。
上記構成によれば、臨床でも十分に利用可能な長さの人工血管を実現することができる。例えば、臨床においては、遠く離れた血管の間にバイパスを形成する必要が生じる場合がある。上記構成であれば、このようなバイパスを容易に形成することができる。
本実施の形態の人工血管では、上述した細胞外マトリックスに、アミノ酸配列(POG)−X−(REDV)(ここで、nおよびmは、各々1以上の任意の整数であり、Xは、0個以上の任意の数の任意のアミノ酸からなるペプチドリンカーである)を含むペプチドが付加され得る。なお、当該アミノ酸配列において「O」は、ヒドロキシプロリンを示している。
上記アミノ酸配列中の「POG」は、細胞外マトリックス中に含まれるコラーゲンに対して結合すると考えられるアミノ酸配列であり、上記アミノ酸配列中の「REDV」(配列番号1)は、人工血管を移植した後で、移植先の細胞(例えば、血管を構成する細胞)に対して結合すると考えられるアミノ酸配列である。
上記細胞外マトリックスに対して上記ペプチドを付加する場合、化学結合(例えば、共有結合など)を介して、上記細胞外マトリックスに上記ペプチドを連結させてもよいし、化学結合(例えば、疎水結合や水素結合など)を介して、上記細胞外マトリクスに上記ペプチドを吸着させてもよい。つまり、上記細胞外マトリックスと上記ペプチドとの間の相互作用の様式は、特に限定されない。
上述したペプチドは、アミノ酸配列(POG)−X−(REDV)からなるペプチドであってもよいし、アミノ酸配列(POG)−X−(REDV)からなるペプチドに対して更に別のアミノ酸配列が連結されているペプチドであってもよい。
別のアミノ酸配列を連結する場合、アミノ酸配列(POG)−X−(REDV)からなるペプチドのC末端およびN末端の少なくとも一方に、別のアミノ酸配列を連結することが可能である。
連結される別のアミノ酸配列の具体例としては特に限定されないが、例えば、アミノ酸配列(POG)−X−(REDV)からなるペプチドのC末端およびN末端の少なくとも一方に、アミノ酸配列(POG)−X−(REDV)からなるペプチドをタンデムに連結してもよい。なお、この場合には、各アミノ酸配列(POG)−X−(REDV)は、同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。上記構成によれば、人工血管の内腔に血栓が形成されることを、より効果的に防ぐことができる。
また、連結される別のアミノ酸配列の具体例としては、例えば、各種タグ(例えば、Mycタグ、Hisタグ、HAタグ、GSTタンパク質など)であってもよい。上記構成によれば、アミノ酸配列(POG)−X−(REDV)からなるペプチドを、簡便にかつ純度高く精製することができる。
また、連結される別のアミノ酸配列の具体例としては、例えば、RGDS配列、または、GVPGI配列であってもよい。上記構成によれば、細胞接着を促進させる、および/または、内皮細胞の接着および増殖を促進させることができる。
上述したアミノ酸配列において、nおよびmは、各々独立して、1以上の任意の整数であり得る。
例えば、nは、1以上の整数であればよく特に限定されないが、例えば、1以上20以下の整数であってもよく、2以上20以下の整数であってもよく、3以上20以下の整数であってもよく、4以上20以下の整数であってもよく、5以上20以下の整数であってもよく、6以上20以下の整数であってもよく、7以上20以下の整数であってもよく、8以上20以下の整数であってもよく、9以上20以下の整数であってもよく、10以上20以下の整数であってもよい。なお、上述した例ではnの上限値を20としたが、これに限定されない。例えば、各場合において、nの上限値は、30であってもよいし、40であってもよいし、50であってもよいし、それよりも大きくてもよい。
一方、mは、1以上の整数であればよく特に限定されないが、例えば、1以上50以下の整数であってもよく、1以上40以下の整数であってもよく、1以上30以下の整数であってもよく、1以上20以下の整数であってもよく、1以上15以下の整数であってもよく、1以上10以下の整数であってもよく、1以上5以下の整数であってもよい。勿論、mの上限値は、50よりも大きくてもよい。
nとmとの組み合わせは、上述したものの全ての組み合わせであり得る。例えば、nが「3以上20以下の整数」でありmが「1以上10以下の整数」であってもよいし、nが「7以上20以下の整数」でありmが「1以上10以下の整数」であってもよい。当該構成によれば、より良く血栓の形成を防ぐことができる。
上記アミノ酸配列中の「X」は、「POG」と「REDV」とを連結するためのペプチドリンカーである。本実施の形態の人工血管では、「POG」と「REDV」とを直接連結することも可能であって、この場合には「X」が省略されることになる。
上記Xの具体的な構成としては特に限定されないが、「POG」や「REDV」の機能を損なわないものであるとともに、「POG」および「REDV」を、各々の相手である、コラーゲンおよび細胞に対して効果的に提示し得るものであることが好ましい。
上記Xの具体的な構成としては、例えば、1以上の任意の数のG(グリシン)からなるペプチドリンカー、1以上の任意の数のA(アラニン)からなるペプチドリンカー、1以上の任意の数のS(セリン)からなるペプチドリンカー、または、G(グリシン)、A(アラニン)およびS(セリン)からなる群から選択される少なくとも2種類のアミノ酸からなるペプチドリンカーであることが好ましい。
上記Xの具体的な構成としては、1以上の任意の数のG(グリシン)からなるペプチドリンカー、または、1以上の任意の数のA(アラニン)からなるペプチドリンカーであることが更に好ましいといえる。
G(グリシン)およびA(アラニン)は、脂肪族である小さな側鎖を有するアミノ酸である。これらのアミノ酸であれば、側鎖が小さく立体障壁が小さいので、「POG」および「REDV」を、各々の相手に対して効果的に提示することができる。例えば、これらのアミノ酸であれば、「POG」および「REDV」が各々の相手と接近および接触することを妨げることが無い。また、これらのアミノ酸であれば、側鎖が小さな脂肪酸であるので、「POG」や「REDV」の機能に対して影響を与えることを抑えることができる。例えば、これらのアミノ酸であれば、側鎖に大きな極性が存在しないので、「POG」や「REDV」の立体構造を大きく変化させることが無い。
上記「X」が複数のアミノ酸によって形成されている場合、上記「X」を形成するアミノ酸の数は特に限定されないが、例えば、1個であってもよく、2個であってもよく、3個であってもよく、4個であってもよく、5個であってもよい。勿論、6個以上であってもよい。例えば、上記Xとしては、「G」、「GG」、「GGG」、「GGGG」(配列番号2)、「GGGGG」(配列番号3)、「A」、「AA」、「AAA」、「AAAA」(配列番号4)または「AAAAA」(配列番号5)を用いることができるが、勿論、これらに限定されない。
アミノ酸からなるペプチドリンカーである上記「X」を省略する場合、「POG」と「REDV」とを直接連結することも可能であるが、「POG」と「REDV」とをアミノ酸以外のリンカーによって連結してもよい。
このようなリンカーとしては特に限定されないが、例えば、糖、脂肪、核酸、または、合成高分子などを挙げることができる。上述したアミノ酸配列(POG)−X−(REDV)からなるペプチドにおいて、「X」が0個のアミノ酸からなるペプチドリンカーである場合には、「POG」と「REDV」とを直接連結する場合と、「POG」と「REDV」とをアミノ酸以外のリンカーによって連結する場合と、が包含される。
本実施の形態の人工血管では、上述した細胞外マトリックスは、DNase処理されたものであることが好ましい。
上記構成によれば、細胞外マトリクスに残存している細胞、および、細胞の構成成分(具体的にはDNA)を、より効率良く破壊および除去することができる。細胞外マトリクスからの細胞および細胞の構成成分の除去率が上がれば上がるほど、人工血管を移植したときに起こる様々な問題(例えば、拒絶反応など)を、より良く防ぐことができる。
なお、DNase処理の詳細は、後述する〔2−3.第3工程〕の欄にて詳細に説明したので、ここでは、その説明を省略する。
本実施の形態の人工血管では、上述した細胞外マトリックスは、洗浄液にて洗浄されたものであることが好ましい。
上記構成によれば、細胞外マトリクスに残存している細胞、および、細胞の構成成分(具体的にはDNA)を、より効率良く除去することができる。細胞外マトリクスからの細胞および細胞の構成成分の除去率が上がれば上がるほど、人工血管を移植したときに起こる様々な問題(例えば、拒絶反応など)を、より良く防ぐことができる。
なお、洗浄処理の詳細は、後述する〔2−4.第4工程〕の欄にて詳細に説明したので、ここでは、その説明を省略する。
本発明の人工血管は、以下のように構成することも可能である。
本発明の人工血管では、上記nは、3以上20以下の整数であり、上記mは、1以上10以下の整数であることが好ましい。
本発明の人工血管では、上記Xは、1以上の任意の数のグリシンからなるペプチドリンカー、1以上の任意の数のアラニンからなるペプチドリンカー、1以上の任意の数のセリンからなるペプチドリンカー、または、グリシン、アラニンおよびセリンからなる群から選択される少なくとも2種類のアミノ酸からなるペプチドリンカーであることが好ましい。
本発明の人工血管では、上記細胞外マトリックスは、生体由来の血管組織を加圧処理することによって細胞を除去して得られるものであることが好ましい。
本発明の人工血管では、上記細胞外マトリックスは、DNase処理されたものであることが好ましい。
本発明の人工血管では、上記細胞外マトリックスは、3日間以内の期間、洗浄液にて洗浄されたものであることが好ましい。
本発明の人工血管では、上記細胞外マトリックスは、インタクトな状態で保持されているvon Willebrand factor、Vimentin、α Smooth muscle actin、Elastica van Gieson染色によって染色される物質、コラーゲン、および、エラスチンを含んでいることが好ましい。
本発明の人工血管では、上記生体由来の血管組織は、走鳥類、鳥類、または、哺乳類に由来するものであることが好ましい。
本発明の人工血管は、上記生体とは異なる種の生体に対して移植するためのものであることが好ましい。
〔2.人工血管の製造方法〕
本実施の形態の人工血管の製造方法は、第1工程と第2工程とを有している。
また、本実施の形態の人工血管の製造方法は、上記工程以外に、第3工程、第4工程などを有していてもよい。
以下に、各工程について説明する。
〔2−1.第1工程〕
本実施の形態の人工血管の製造方法は、生体由来の血管組織から細胞が除去された細胞外マトリックスを得る第1工程を有している。
第1工程の具体的な方法としては特に限定されず、例えば、生体由来の血管組織を加圧処理することによって細胞が除去された細胞外マトリックスを得る工程であってもよいし、生体由来の血管組織を界面活性剤(例えば、ドデシル硫酸ナトリウム、トリトンX−100(登録商標)、または、ソルビタン)にて処理することによって細胞が除去された細胞外マトリックスを得る工程であってもよいし、高塩濃度の溶媒によって処理する工程であってもよい。
血管組織を加圧処理することによって得られる細胞外マトリックスは、極めてインタクトな状態に近い細胞外マトリックスであるとともに、効率よく細胞および細胞の構成成分が除去された細胞外マトリックスである。このような細胞外マトリックスを用いて人工血管を作製すれば、基本的に、生体適合性が高く拒絶反応が低い人工血管となり得る。
上述した生体としては特に限定されないが、例えば、非ヒト動物(例えば、走鳥類、鳥類、または、哺乳類など)を挙げることが可能である。更に、上記哺乳類としては特に限定されないが、例えば、マウス、ラット、ウサギ、ヤギ、ヒツジ、サルなどを揚げることができる。
上述した生体の中では、走鳥類(例えば、エミュー、キーウィ、ダチョウ、ヒクイドリ、または、レアなど)が好ましいといえる。走鳥類の首は一般的に長く、当該首に存在する頚動脈などの血管は、細く、長く、かつ、分岐が少ない。それ故に、走鳥類の血管を用いて人工血管を作製すれば、より内腔が細く、より長く、かつ、より分岐の無い人工血管を実現することができる。このような人工血管は、臨床の現場において、より有用であるといえる。また、走鳥類などは飼育が容易であるために、多量の血管組織を安定的に供給することもできる。
上記生体に由来する血管組織としては特に限定されず、動脈であってもよいし、静脈であってもよい。より強度の高い人工血管を実現するという観点からは、上記血管組織は動脈であることが好ましいといえる。一方、より容積の大きな内腔を有する人工血管を実現するという観点からは、上記血管組織は静脈であることが好ましいといえる。それ故に、人工血管の目的に合わせて、血管組織の種類を適宜選択すればよい。
上記血管組織は、その断面における内腔の形状を円形と考えた場合に、当該円の直径が4mm以下である。更に具体的には、上記円の直径が、3mm以下であってもよく、2mm以下であってもよく、1.5mm以下であってもよく、または、1mm以下であってもよい。なお、材料となる血管組織を適宜選択することによって、所望の太さの内腔を有する人工血管を実現することができる。
上記血管組織は、その断面における内腔の面積が、π×2mm以下であってもよく、π×1.5mm以下であってもよく、π×1mm以下であってもよく、π×0.75mm以下であってもよく、π×0.5mm以下であってもよい(π≒3.14)。なお、この場合には、血管組織の断面における内腔の形状は、真円に限らない。
上記血管組織は、その長さは特に限定されないが、例えば、10cm以上であってもよく、20cm以上であってもよく、30cm以上であってもよく、40cm以上であってもよく、50cm以上であってもよく、60cm以上であってもよく、70cm以上であってもよく、80cm以上であってもよい。血管組織の長さは、好ましくは40cm以上であり、より好ましくは80cm以上である。
本実施の形態の人工血管の製造方法では、第1工程において、上述した血管組織に対して加圧処理などの処理を行い、細胞が除去された細胞外マトリックスを得る。このとき、略インタクトな状態の細胞外マトリックスが得られるので、本実施の形態の人工血管のサイズと、元々の血管組織のサイズとは、略同じになる。
例えば、生体由来の血管組織を加圧処理することによって細胞が除去された細胞外マトリックスを得る場合、血管組織を加圧した後で減圧する時に、化学物質等を使用すること無く、細胞を破裂させて除去するとともに、細胞外マトリックスの構造を圧縮状態から復元する。それ故に、当該方法であれば、より、インタクトな状態に近い細胞外マトリックスを得ることができる。
上述した血管組織は、外科的な手術によって生体(例えば、非ヒト動物)から摘出して入手することが可能である。また、市販されている既に摘出されている血管組織を購入することによって入手することも可能である。
上記第1工程では、例えば、生体由来の血管組織を加圧処理することによって、細胞が除去された細胞外マトリックスを得る。加圧処理の具体的な方法としては特に限定されず、血管組織から細胞および細胞の構成成分が除去される程度に、血管組織に対して圧力を加えられる方法であればよい。それ故に、適宜、周知の加圧装置を用いて第1工程を行うことが可能である。
血管組織に対して加える圧力の大きさは特に限定されないが、例えば、200MPa以上1000MPa以下であることが好ましく、300MPa以上1000MPa以下であることが更に好ましく、500MPa以上1000MPa以下であることが最も好ましい。
上記構成によれば、血管組織に含まれる細胞を、より効率良く破壊できるとともに、当該破壊された細胞および細胞の構成成分を、より効率よく細胞外マトリックスから除去することができる。細胞外マトリクスからの細胞および細胞の構成成分の除去率が上がれば上がるほど、人工血管を移植したときに起こる様々な問題(例えば、拒絶反応など)を、より良く防ぐことができる。
血管組織に対して圧力を加える場合の具体的な方法は特に限定されないが、例えば、液体中の血管組織に対して圧力を加えればよい。
上記液体の具体的な構成としては特に限定されず、例えば、PBS(phosphate buffered saline)、または、生理食塩水などを用いることができる。よりインタクトに近い状態の細胞外マトリクスを得て、これによって、より強度の高い人工血管を実現するという観点からは、上記液体は、生理食塩水であることが好ましいといえる。
第1工程を行う場合、血管組織の温度を特定の温度に制御してもよいし、特定の温度に制御しなくてもよい。血管組織の温度を特定の温度に制御する場合、例えば、37℃以上100℃以下に制御してもよい。上記構成によれば、よりインタクトに使い状態の細胞外マトリクスを得ることができる。
〔2−2.第2工程〕
本実施の形態の人工血管の製造方法は、上記細胞外マトリックスに対して、アミノ酸配列(POG)−X−(REDV)(ここで、nおよびmは、各々1以上の任意の整数であり、Xは、0個以上の任意の数の任意のアミノ酸からなるペプチドリンカーである)を含むペプチドを付加する第2工程を有している。
上記アミノ酸配列(POG)−X−(REDV)を含むペプチドの構成の詳細については既に説明したので、ここでは、その説明を省略する。
第2工程において、上記細胞外マトリックスに対して上記ペプチドを付加する場合、化学結合(例えば、共有結合など)を介して、上記細胞外マトリックスに上記ペプチドを連結させてもよいし、化学結合(例えば、疎水結合や水素結合など)を介して、上記細胞外マトリクスに上記ペプチドを吸着させてもよい。つまり、上記細胞外マトリックスと上記ペプチドとの間の相互作用の様式は、特に限定されない。
細胞外マトリックスにペプチドを付加する具体的な方法は特に限定されないが、例えば、細胞外マトリックスとペプチドとを混合することによって、細胞外マトリックスにペプチドを付加することができる。更に具体的には、ペプチドを含む液体中に細胞外マトリックスを浸漬することによって、細胞外マトリックスにペプチドを付加することができる。
ペプチドを含む液体の具体的な構成としては特に限定されないが、例えば、PBS(phosphate buffered saline)、または、生理食塩水などを用いることができる。よりインタクトに近い状態の細胞外マトリクスを得て、これによって、より強度の高い人工血管を実現するという観点からは、上記液体は、生理食塩水であることが好ましいといえる。
第2工程では、細胞外マトリックスとペプチドとの混合物を加熱しながら、細胞外マトリックスにペプチドを付加してもよい。上記加熱温度としては特に限定されないが、混合物を、例えば37℃以上100℃以下に加熱することが好ましく、60℃以上100℃以下に加熱することが更に好ましく、60℃以上80℃以下に加熱することが更に好ましく、60℃以上75℃以下に加熱することが最も好ましい。
上記構成によれば、細胞外マトリックスに対して上記ペプチドを効率よく付加できるだけでなく、細胞外マトリクスに残存している細胞、および、細胞の構成成分を、より効率良く破壊および除去することができる。
第2工程において、上記細胞外マトリックスと上記ペプチドとの混合物を加熱する時間としては特に限定されないが、例えば、1分間以上180分間以下であることが好ましく、10分間以上120分間以下であることが更に好ましく、30分間以上60分間以下であることが最も好ましい。
上記構成によれば、長すぎず、かつ、短すぎない時間にて混合物を加熱するので、細胞外マトリクスに残存している細胞、および、細胞の構成成分を、より効率良く破壊および除去することができる。
第2工程では、上記細胞外マトリックスと上記ペプチドとの混合物における上記ペプチドの濃度は特に限定されず、適宜、設定することが可能である。例えば、上記細胞外マトリックスと上記ペプチドとの混合物における上記ペプチドの濃度は、1μM以上1M以下であってもよく、10μM以上1M以下であってもよく、100μM以上1M以下であってもよく、1mM以上1M以下であってもよく、10mM以上1M以下であってもよく、100mM以上1M以下でもあってもよい。勿論、本発明は、これらの濃度に限定されない。
上記構成によれば、細胞外マトリックスに対して多量のペプチドを付着させることができるので、人工血管の内腔に血栓が形成されることをより良く防止することができる。
第2工程において細胞外マトリックスとペプチドとの混合物を加熱する場合、当該加熱の後で、混合物の温度を下げる処理を行ってもよい。
この場合、温度を下げる具体的な方法は特に限定されないが、例えば、加熱された混合物を室温(例えば、25℃)に放置することによって、徐々に温度を下げてもよい。上記構成によれば、混合物の温度が徐々に低下するので、細胞外マトリックスにペプチドを効率よく付加することができるとともに、急激な温度変化によって生じ得るペプチドの変性を防ぐことができる。
〔2−3.第3工程〕
本実施の形態の人工血管の製造方法は、上記細胞外マトリックスに対して、DNase処理を行う第3工程を有していてもよい。
上記構成によれば、細胞外マトリクスに残存している細胞、および、細胞の構成成分(具体的にはDNA)を、より効率良く破壊および除去することができる。細胞外マトリクスからの細胞および細胞の構成成分の除去率が上がれば上がるほど、人工血管を移植したときに起こる様々な問題(例えば、拒絶反応など)を、より良く防ぐことができる。
第3工程が行われるタイミングは特に限定されないが、例えば、第1工程と第2工程との間に行われてもよいし(例えば、第1工程→第3工程→第2工程の順番)、第1工程および第2工程の後に行われてもよい(例えば、第1工程→第2工程→第3工程の順番)。勿論、本発明は、上述したタイミングに限定されない。
第3工程におけるDNase処理は、DNase(例えば、市販されている各種DNase)が機能し得る液体中に、DNaseおよび上記細胞外マトリックスを加えることによって行うことが可能である。
上記液体の具体的な構成としては特に限定されず、例えば、PBS(phosphate buffered saline)または生理食塩水などに、MgClおよび/またはCaClなどの2価イオンの供給源を加えたDNase処理溶液を用いることができる。よりインタクトに近い状態の細胞外マトリクスを得て、これによってより強度の高い人工血管を実現するという観点からは、上記液体は、生理食塩水であることが好ましいといえる。
上記DNase処理溶液中のDNaseの濃度としては特に限定されないが、例えば、1U/mL以上1000U/mL以下であってもよく、10U/mL以上500U/mL以下であってもよく、40U/mL以上100U/mL以下であってもよい。
上記構成であれば、低すぎず、かつ、高すぎないDNaseの濃度にてDNase処理を行うので、細胞外マトリクスに残存している細胞、および、細胞の構成成分(具体的にはDNA)を、より効率良く破壊および除去することができるのみならず、人工血管に残留するDNaseの量を低く抑えることができる。そして、これによって、強度の高い人工血管を実現することができるとともに、人工血管を移植したときに起こる様々な問題(例えば、拒絶反応など)を、より良く防ぐことができる。
DNaseは、その活性を発現するために2価イオン(例えば、マグネシウムイオンおよび/またはカルシウムイオンなど)を必要とするので、DNase処理溶液はMgClおよび/またはCaClなどの2価イオンの供給源を含んでいることが好ましい。
上記構成によれば、DNase処理溶液中のDNaseの活性を上げることができるので、細胞外マトリクスに残存している細胞、および、細胞の構成成分(具体的にはDNA)を、より効率良く破壊および除去することができる。
上記DNase処理溶液中のMgClおよびCaClの濃度としては特に限定されず、用いるDNaseの特性に応じて適宜設定することができる。上記DNase処理溶液中のMgClおよびCaClの濃度は、例えば、10mM以上50mM以下であってもよいし、20mM以上40mM以下であってもよいし、20mMであってもよい。勿論、本発明は、これらに限定されない。
第3工程におけるDNase処理の温度は特に限定されず、適宜、設定することができる。上記温度としては、例えば、35℃以上40℃以下であってもよいし、37℃であってもよい。
第3工程におけるDNase処理の処理時間は特に限定されず、適宜、設定することができる。上記処理時間としては、例えば、6日間以下であることが好ましく、5日間以下であることが更に好ましく、4日間以下であることが更に好ましく、3日間以下であることが最も好ましい。なお、当該処理時間の下限値は特に限定されず、例えば、0.5日間であってもよいし、1日間であってもよい。
上記構成によれば、よりインタクトな状態に近い細胞外マトリックスによって人工血管が作製されるので、より強度が高い人工血管を実現することができる。
第3工程におけるDNase処理の処理時間は、後述する第4工程の処理時間に応じて設定することもできる。例えば、第3工程におけるDNase処理の処理時間と第4工程における処理時間との合計が、6日間以下であることが好ましい。
上記構成によれば、よりインタクトな状態に近い細胞外マトリックスによって人工血管が作製されるので、より強度が高い人工血管を実現することができる。
以上、第3工程の具体的な構成について説明したが、第3工程は、細胞外マトリクスに残存している細胞、および、細胞の構成成分(具体的にはDNA)を、より効率良く破壊および除去することができる工程であることが好ましい。
例えば、第1工程によって得られた細胞外マトリックスに残存している細胞、および細胞の構成成分の量を100(100%)とした場合、第3工程は、当該量を、90(90%)以下にする工程であることが好ましく、80(80%)以下にする工程であることが更に好ましく、70(70%)以下にする工程であることが更に好ましく、60(60%)以下にする工程であることが更に好ましく、50(50%)以下にする工程であることが更に好ましく、40(40%)以下にする工程であることが更に好ましく、30(30%)以下にする工程であることが更に好ましく、20(20%)以下にする工程であることが更に好ましく、10(10%)以下にする工程であることが更に好ましく、5(5%)以下にする工程であることが更に好ましく、1(1%)以下にする工程であることが更に好ましいといえる。
〔2−4.第4工程〕
本実施の形態の人工血管の製造方法は、上記細胞外マトリックスに対して洗浄処理を施す第4工程を有していてもよい。
上記構成によれば、細胞外マトリクスに残存している細胞、および、細胞の構成成分(具体的にはDNA)を、より効率良く除去することができる。細胞外マトリクスからの細胞および細胞の構成成分の除去率が上がれば上がるほど、人工血管を移植したときに起こる様々な問題(例えば、拒絶反応など)を、より良く防ぐことができる。
第4工程における洗浄処理は、洗浄液にて細胞外マトリックスを洗浄することによって行うことができる。更に具体的には、洗浄液中に細胞外マトリックスを浸し、場合によっては更に振とうすることによって、細胞外マトリックスを洗浄すればよい。
上記洗浄液の具体的な構成は特に限定されないが、例えば、PBS(phosphate buffered saline)、または、生理食塩水などを用いることができる。よりインタクトに近い状態の細胞外マトリクスを得て、これによって、より強度の高い人工血管を実現するという観点からは、上記液体は、生理食塩水であることが好ましいといえる。
上記洗浄液は、EDTA(ethylenediaminetetraacetic acid)を含んでいることが好ましい。上記構成によれば、EDTAによって2価イオン(例えば、マグネシウムイオンなど)をキレートすることができ、これによって、DNase(例えば、血管組織に由来するDNaseおよび/または第3工程に用いるDNaseなど)などの酵素の活性を抑制することができる。DNaseなどの酵素の活性を抑制することができれば、よりインタクトに近い状態の細胞外マトリクスを得て、これによって、より強度の高い人工血管を実現することができる。
洗浄液中のEDTAの濃度は特に限定されないが、例えば、1mg/L以上1g/L以下であってもよく、10mg/L以上1g/L以下であってもよく、100mg/L以上500mg/L以下であってもよく、500mg/Lであってもよい。
第4工程における洗浄処理の時間は特に限定されないが、例えば、6日間以下であることが好ましく、5日間以下であることが更に好ましく、4日間以下であることが更に好ましく、3日間以下であることが最も好ましい。なお、当該処理時間の下限値は特に限定されず、例えば、0.5日間であってもよいし、1日間であってもよい。
上記構成によれば、細胞外マトリクスに残存している細胞、および、細胞の構成成分(具体的にはDNA)を、より効率良く除去することができるので、人工血管を移植したときに起こる様々な問題(例えば、拒絶反応など)を、より良く防ぐことができる。更に、実施例において示しているように、洗浄処理の時間が長すぎると人工血管の強度が低下する。一方、上記構成によれば、強度が高い人工血管を作製することができる。
第4工程における洗浄処理の温度は特に限定されないが、例えば、4℃以上37℃以下であってもよいし、4℃であってもよいし、37℃であってもよい。
第4工程が行われるタイミングは特に限定されないが、例えば、第3工程の後に行われることが好ましい(例えば、第1工程→第2工程→第3工程→第4工程の順番、第1工程→第3工程→第2工程→第4工程の順番、または、第1工程→第3工程→第4工程→第2工程の順番)。勿論、本発明は、上述したタイミングに限定されない。上記構成によれば、少なくとも「第1工程で発生する細胞などの破壊物」および「第3工程にて使用されるDNase」の両方を確実に除去することができる。
例えば、第1工程→第2工程→第3工程→第4工程の順番にて各工程を行えば、第4工程を行うことによって、「第1工程で発生する細胞などの破壊物」、「第2工程で発生する細胞外マトリックスへ付加されていないペプチド」および「第3工程にて使用されるDNase」を除去することができる。
一方、第1工程→第3工程→第2工程→第4工程の順番にて各工程を行えば、第4工程を行うことによって、「第1工程で発生する細胞などの破壊物」、「第2工程で発生する細胞外マトリックスへ付加されていないペプチド」および「第3工程にて使用されるDNase」を除去することができる。
一方、第1工程→第3工程→第4工程→第2工程の順番にて各工程を行えば、「第1工程で発生する細胞などの破壊物」および「第3工程にて使用されるDNase」を除去することができる。
本実施の形態の人工血管の製造方法では、第3工程を行わない場合であっても、第4工程を行うことが可能である(例えば、第1工程→第2工程→第4工程の順番、または、第1工程→第4工程→第2工程の順番)。勿論、本発明は、上述したタイミングに限定されない。上記構成によれば、少なくとも「第1工程で発生する細胞などの破壊物」を確実に除去することができる。
例えば、第1工程→第2工程→第4工程の順番にて各工程を行えば、第4工程を行うことによって、「第1工程で発生する細胞などの破壊物」および「第2工程で発生する細胞外マトリックスへ付加されていないペプチド」を除去することができる。
一方、第1工程→第4工程→第2工程の順番にて各工程を行えば、第4工程を行うことによって、「第1工程で発生する細胞などの破壊物」を除去することができる。
以上、第4工程の具体的な構成について説明したが、第4工程は、細胞外マトリクスに残存している細胞、および、細胞の構成成分(具体的にはDNA)を、より効率良く除去することができる工程であることが好ましい。
例えば、第1工程によって得られた細胞外マトリックスに残存している細胞、および細胞の構成成分の量を100(100%)とした場合、第4工程は、当該量を、90(90%)以下にする工程であることが好ましく、80(80%)以下にする工程であることが更に好ましく、70(70%)以下にする工程であることが更に好ましく、60(60%)以下にする工程であることが更に好ましく、50(50%)以下にする工程であることが更に好ましく、40(40%)以下にする工程であることが更に好ましく、30(30%)以下にする工程であることが更に好ましく、20(20%)以下にする工程であることが更に好ましく、10(10%)以下にする工程であることが更に好ましく、5(5%)以下にする工程であることが更に好ましく、1(1%)以下にする工程であることが更に好ましいといえる。
本発明の人工血管の製造方法は、以下のように構成することも可能である。
本発明の人工血管の製造方法では、上記nは、3以上20以下の整数であり、上記mは、1以上10以下の整数であることが好ましい。
本発明の人工血管の製造方法では、上記Xは、1以上の任意の数のグリシンからなるペプチドリンカー、1以上の任意の数のアラニンからなるペプチドリンカー、1以上の任意の数のセリンからなるペプチドリンカー、または、グリシン、アラニンおよびセリンからなる群から選択される少なくとも2種類のアミノ酸からなるペプチドリンカーであることが好ましい。
本発明の人工血管の製造方法では、上記第1工程は、上記生体由来の血管組織を加圧処理することによって、細胞が除去された細胞外マトリックスを得る工程であることが好ましい。
本発明の人工血管の製造方法では、上記第1工程では、200MPa以上1000MPa以下にて加圧処理を行うことが好ましい。
本発明の人工血管の製造方法では、上記第2工程では、上記細胞外マトリックスと上記ペプチドとの混合物を、37℃以上100℃以下に加熱することが好ましい。
本発明の人工血管の製造方法は、上記細胞外マトリックスに対して、DNase処理を行う第3工程を有することが好ましい。
本発明の人工血管の製造方法は、上記細胞外マトリックスに対して、3日間以内の期間、洗浄液による洗浄を施す第4工程を有することが好ましい。
本発明の人工血管の製造方法では、上記生体由来の血管組織は、走鳥類、鳥類、または、哺乳類に由来するものであることが好ましい。
<1.in vitroにおける細胞接着試験>
周知のペプチド合成方法に従って、下記ペプチドを合成した。なお、下記ペプチドにおいて「O」は、ヒドロキシプロリンを示している。
・ペプチド1:(POG)GGG ・・・・・(配列番号6)
・ペプチド2:(POG)GGGREDV ・・・・・(配列番号7)
・ペプチド3:(POG)GGG ・・・・・(配列番号8)
・ペプチド4:(POG)GGGREDV ・・・・・(配列番号9)
・ペプチド5:(OPG)GGGREDV ・・・・・(配列番号10)
次いで、上記ペプチド1〜5について、in vitroにおける細胞接着試験を行った。
まず、各ペプチド1〜5を、最終濃度が10μMとなるように生理食塩水に溶解し、5種類のペプチド含有溶液を作製した。
次いで、各ペプチド含有溶液を用いて、細胞培養用の培養皿(AGC旭硝子社製の接着細胞培養皿)の表面をコーティングした。このとき、ネガティブコントロールとして、ペプチドを含まない生理食塩水によって表面をコーティングした培養皿も用意した。
各培養皿に対して、10万個のヒト臍帯静脈内皮細胞(Human Umbilical Vein Endothelial Cells:HUVEC)をまき、内皮細胞基本培地中で37℃、5%COの条件下で、24時間培養した。
上記培養の後、培養皿内の培地を捨てるとともに、培養皿の表面を生理食塩水にて数回洗浄し、当該洗浄の後でも培養皿の表面に接着しているヒト臍帯静脈内皮細胞の数を数えた。そして、培養開始時に培養皿へ加えたヒト臍帯静脈内皮細胞の数に対する、洗浄の後でも培養皿の表面に接着しているヒト臍帯静脈内皮細胞の数の割合を算出した。
図1に試験の結果を示す。上述したペプチド1〜5のうち、ペプチド4は、培養皿へ細胞を接着させる活性を有していることが明らかになった。
<2.人工血管の作製>
上述したペプチド4を用いて、人工血管を作製した。以下に、人工血管の作製方法の詳細を説明する。
まず、ダチョウの首から採取した頚動脈(内腔の断面の径:略2.0mm、全長:略40cm)を生理食塩水で洗浄した後、当該頚動脈を生理食塩水にてパックした。
生理食塩水に浸った状態の頚動脈に対して、10分間、1000MPaの加圧処理を施した(コベルコ社製の超高圧印加処理装置を使用)。つまり、当該処理によって、頚動脈に含まれる細胞を破壊および除去し、頚動脈を構成する細胞外マトリクスを取り出した。
上記加圧処理の後、頚動脈に由来する細胞外マトリクスを、DNaseを40U/mL、MgClを20mM含有する生理食塩水中で、37℃にて3日間放置した。つまり、当該処理によって、細胞外マトリクスに残存している細胞および細胞の構成成分(具体的には、DNA)を完全に分解した。
上記DNaseによる処理の後、細胞外マトリクスを、EDTA(ethylenediaminetetraacetic acid)を500mg/Lの濃度にて含有する生理食塩水中で、37℃にて3日間洗浄した。つまり、当該処理によって、細胞外マトリクスから、細胞、細胞の構成成分、および、DNaseを完全に除去した。なお、以上のようにして得られた頚動脈由来の細胞外マトリクスを保存する場合には、EDTAを500mg/L含有する生理食塩水中に浸した状態で、4℃にて保存した。
上記洗浄した後の細胞外マトリクスのヘマトキシリン・エオシン染色の結果を、図2に示す。なお、ヘマトキシリン・エオシン染色は、周知の方法にしたがった。
図2から明らかなように、洗浄した後の細胞外マトリクスには、核または細胞質(換言すれば、細胞)に対応する染色像が観察されなかった。つまり、洗浄した後の細胞外マトリクスからは、効果的に細胞および細胞の構成成分が除去されていることが明らかになった。
次いで、周知の染色法によって、上記洗浄した後の細胞外マトリクスに含まれる成分を特定した。具体的には、上記洗浄した後の細胞外マトリクスに、von Willebrand factor(vWF)、Vimentin、α Smooth muscle actin(αSMA)、および、Elastica van Gieson染色によって染色される物質(EVG)、が含まれているか否かを調べた。
なお、von Willebrand factor(vWF)の識別には、ダコ社製の抗ヒト第VIII因子関連抗原・ウサギポリクロナール抗体を用いた。そして、具体的な染色方法は、周知の一般的な免疫染色法に従った。
Vimentinの識別には、ダコ社製の抗ブタビメンチンV9・マウスモノクロナール抗体を用いた。そして、具体的な染色方法は、周知の一般的な免疫染色法に従った。
α Smooth muscle actin(αSMA)の識別には、ダコ社製の抗ヒト平滑筋アクチン、1A4・マウスモノクローナル抗体を用いた。そして、具体的な染色方法は、周知の一般的な免疫染色法に従った。
また、Elastica van Gieson染色には、周知の一般的な染色方法を採用した。
図3に、上述した各種染色の結果を示す。図3から明らかなように、洗浄した後の細胞外マトリクスには、von Willebrand factor(vWF)、Vimentin、α Smooth muscle actin(αAMA)、および、Elastica van Gieson染色によって染色される物質、の何れもが、インタクトな状態に近い状態で含まれていた。
最後に、以上のようにして得られた頚動脈由来の細胞外マトリクスを、上述したペプチド4を10μMの濃度にて含有する生理食塩水に浸漬して、60℃にて60分間、加熱処理した。その後、加熱物を、室温にて徐々に冷却した。つまり、当該処理によって、細胞外マトリクスの内腔の表面にペプチド4を付加させた。以後、当該ペプチドを付加させた細胞外マトリクスを、本実施例の人工血管と呼ぶ。
図4に、本実施例の人工血管の写真を示す。本実施例の人工血管は、内径が略2.0mmであり、全長が略40cmであって、材料であるダチョウの首から採取した頚動脈のサイズと略同じであった。
<3.人工血管の移植、および、移植後の人工血管の観察>
本実施例の人工血管をブタに移植して、その機能を検討した。
人工血管の移植手術は、一般的な、大腿−大腿交叉バイパス術(Femoral Femoral crossover bypass)にしたがった。図5を用いて、人工血管の移植手術の概要について、簡単に説明する。
図5に示すように、まず、右足側の大腿部の動脈(RFA)を、縫合することによって閉じた。これによって、縫合した箇所から足先側への血流を阻害した。
同時に、上述した人工血管を用いて、左足側の大腿部の動脈(LFA)から、右足側の大腿部の動脈へバイパス経路を形成した。これによって、バイパス経路を介して、縫合した箇所から足先側への血流を復活させた。
移植手術後のブタについては、手術した箇所を縫合した状態で飼育を継続し、手術後の経過を観察した。人工血管を移植したブタの手術後の経過、および、移植後の人工血管の観察結果を以下に示す。
<3−1.試験結果1>
手術後のブタの歩行の状態について観察した。つまり、バイパス経路として使用した本実施例の人工血管に血栓が生じれば、右足側への血流が阻害されて、その結果、ブタは歩行することが困難になる。一方、バイパス経路として使用した本実施例の人工血管に血栓が生じなければ、右足側への血流が維持されて、その結果、ブタは正常に歩行することができる。つまり、ブタの歩行の状態を観察することによって、人工血管に血栓が生じたか否かを判定することができる。
手術後のブタの歩行の状態を観察したところ、手術後2週間経っても、正常な歩行を行っていた。つまり、手術後2週間経っても、人工血管に血栓が生じておらず、右足側へ正常な血流が維持されていた。
<3−2.試験結果2>
周知のレーザードップラーを用いて、手術後21日目のブタについて、バイパス経路を形成している人工血管の中央部位における血流の有無を確認した。試験結果を、図6(a)および図6(b)に示す。
図6(a)は、バイパス経路を形成している人工血管の中央部位における、超音波診断の画像結果であり、図6(b)は、バイパス経路を形成している人工血管の中央部位における、血流シグナルである。
図6(a)および図6(b)に示すように、手術後21日経っても、人工血管において正常な血流が確認された。つまり、手術後21日経っても、人工血管に血栓が生じておらず、右足側へ正常な血流が維持されていた。
また、バイパス経路を形成している人工血管の中央部位における血圧は60/49であり、左足側の大腿部の動脈の血圧(79/54)と同程度であった。このことからも、人工血管の血流が十分な量であることが確認できた。
<3−3.試験結果3>
手術後20日目のブタの移植箇所を開き、移植した人工血管内の血流の有無を肉眼にて観察した。なお、図7(a)および図7(b)において、「RFA」は、右足側の大腿部の動脈に近い側の人工血管の部分を示し、「LFA」は、左足側の大腿部の動脈に近い側の人工血管の部分を示している。
図7(a)に、手術後20日目のブタの移植箇所を切開した様子を示している。図7(a)に示すように、移植した人工血管では、右足側の大腿部の動脈に近い側の部分、および、左足側の大腿部の動脈に近い側の部分の両方に拍動があることを確認できた。このことは、人工血管によって形成されているバイパス経路を介して、右足側の大腿部の動脈へ十分な血流が流れていることを示している。
図7(b)に、手術後20日目のブタから取り出した人工血管の様子を示している。図7(b)の上側は、切り開く前の人工血管の様子を示す写真であり、図7(b)の下側は、切り開いた後の人工血管の様子を示す写真である。
図7(b)に示すように、移植された人工血管は、正常な形態を示していた。このことは、移植後の人工血管を介した正常な血流があったことを示している。また、図7(b)に示すように、移植された人工血管の内部には血栓の形成が観察されなかった。
図8および図9に、移植後の人工血管の更に詳細な様子を示す。図8は、ペプチドが付加されている本実施例の人工血管をブタに移植後20日目に取り出し、その様子を観察した結果であり、図9は、ペプチドを付加していない人工血管(ネガティブコントロール)をブタに移植後7日目に取り出し、その様子を観察した結果である。
図8に示すように、ペプチドが付加されている本実施例の人工血管を移植した場合には、移植後の人工血管は正常な形態を示していた。このことは、移植した人工血管に、正常な血流があったことを示している。
また、人工血管を切り開いて内部を確認したところ、人工血管の内部には血栓の形成が観察されなかった。
一方、図9に示すように、ペプチドを付加していない人工血管(ネガティブコントロール)を移植した場合には、移植後の人工血管が異状な形態を示していた。このことは、移植した人工血管には、正常な血流が無かったことを示している。つまり、このことは、ペプチドを付加していない人工血管(ネガティブコントロール)には血栓が形成され、当該血栓によって、右足側の大腿部の動脈への血流が阻害されたことを示している。
また、人工血管を切り開いて内部を確認したところ、人工血管の内部には血栓の形成が観察された。
<3−4.試験結果4>
手術後20日目のブタの移植箇所を開き、移植された人工血管内の血流の有無を肉眼にて確認するとともに、人工血管内を内視鏡にて観察して、血栓の形成の有無を確認した。
図10(b)に、手術後20日目のブタの移植箇所を切開した様子を示している。図10(b)に示すように、ブタに移植した人工血管に脈動があることを確認できた。このことは、人工血管によって形成されているバイパス経路を介して、右足側の大腿部の動脈へ十分な血流が流れていることを示している。
図10(c)に、図10(b)に示す人工血管の内部を内視鏡にて観察した結果を示す。なお、当該試験では、図10(a)に示すように、左足側の大腿部の動脈(LFA)側から右足側の大腿部の動脈(RFA)側へ向かって、人工血管内の様子を連続的に観察した。図10(c)の写真は、連続的に撮影した複数の写真の中の一例である。
図10(c)に一例を示すように、人工血管内には、血栓が形成されていなかった。
<3−5.試験結果5>
手術後20日目のブタの人工血管について、血管内超音波診断(IVAS)によって、その形態を観察した。図11(a)および図11(b)に、血管内超音波診断の結果を示す。
図11(a)および図11(b)から、移植された人工血管の内腔サイズは略1.5mmであり、当該人工血管の外側は繊維組織で覆われていることが明らかになった。また、図11(a)および図11(b)から、人工血管には、脂質が蓄積した様子や、人工血管が石灰化した様子は観察されなかった。
当該手術後20日目のブタの人工血管を取り出し、人工血管の様子を更に詳細に観察した。具体的には、人工血管をヘマトキシリン・エオシン染色およびフォン・ビィレブランド染色して、移植後20日目の人工血管の内外に存在する、生体由来の細胞を確認した。なお、ヘマトキシリン・エオシン染色、および、フォン・ビィレブランド染色の具体的な方法は、周知の方法に従った。
図12(a)にヘマトキシリン・エオシン染色の結果を示し、図12(b)にフォン・ビィレブランド染色の結果を示す。
図12(a)に示すように、人工血管の内部に多くの細胞の浸潤が観察されると共に、人工血管の内腔側の表面に厚い組織が再生されていることが観察された。
また、図12(b)に示すように、図12(a)で観察された、人工血管の内部に浸潤した細胞、および、人工血管の内腔側の表面に再生された組織に含まれる細胞は、フォン・ビィレブランド染色に対して陽性であり、これらの細胞が内皮細胞であることが明らかになった。
<3−6.試験結果6>
人工血管の作製時の洗浄時間が、人工血管の強度に及ぼす影響を検討した。
具体的には、上述した<2.人工血管の作製>において、DNase処理(3日間のDNase処理)の後で細胞外マトリクスをEDTAを含有する生理食塩水(EDTA濃度:500mg/L)中で洗浄する時間を変化(3日間または11日間)させ、これによって作製される人工血管の強度を検討した。
まず、図13を用いて、試験方法を説明する。
縦が略1cm、横が略3〜4mmのサイズの人工血管1の一方の端部の近傍に、穴4を形成し、当該穴4へ紐3を通した。なお、上記穴4は、上記端部からの距離が1mmの位置に形成されている。更に、人工血管1の別の端部を、クランプ2によって固定した。
紐3に力を加えて、当該紐3を2mm/minの引張速度にて引っ張った。そして、人工血管1が破れて人工血管1から紐3が外れるときに紐3に対して加えられている力を測定した。当該当該測定結果から、人工血管の強度(具体的には、血圧に対する強度、および、手術時の縫合処理に対する強度など)を予測することができる。
図14に試験結果を示す。図14の「A」は、ダチョウの首から採取したネイティブな頚動脈(未処理の頚動脈)の試験結果を示し、図14の「B」は、3日間のDNase処理の後に3日間洗浄した人工血管の試験結果を示し、図13の「C」は、3日間のDNase処理の後に11日間洗浄した人工血管の試験結果を示している。
図14に示すように、洗浄時間が長すぎると人工血管の強度が低下することが明らかになった。
<3−7.試験結果7>
当該試験では、<2.人工血管の作製>の欄で説明した第1工程、第3工程および第4工程の細胞除去効果を検討した。なお、当該試験では、ラット由来の血管組織(下行大動脈)と、ダチョウ由来の血管組織(頚動脈)とを用いて、人工血管を作製している。
また、本試験では、人工血管を作製する各過程において、人工血管をヘマトキシリン・エオシン染色し、細胞外マトリックス内に残存している細胞(細胞核)を確認した。
図15(A)は、第1工程を施す前(高圧処理前)のラットの下行大動脈の染色像である。図15(B)は、第1工程を施した後(高圧処理後)のラットの下行大動脈の染色像である。図15(C)は、第1工程を施す前(高圧処理前)のダチョウの頚動脈の染色像である。図15(D)は、第1工程を施した後(高圧処理後)のダチョウの頚動脈の染色像である。図15(E)は、第3工程(3日間のDNase処理)および第4工程(3日間の洗浄処理)を施した後のダチョウの頚動脈の染色像である。
図15(A)〜図15(E)から明らかなように、第1工程、第3工程、第4工程と進むにつれて、細胞外マトリックスに残存している細胞(細胞核)の量が減少した。特に、第3工程および第4工程による細胞除去効果は高いものであった。
本発明は、以上説示した各構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態や実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態や実施例についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は、生体等に移植可能な人工血管に利用することができる。本発明の人工血管は、動脈用の人工血管として利用することができ、静脈用の人工血管としても利用することができる。また、本発明の人工血管は、細胞外マトリックスが由来する生物と異なる種の生物に対して移植するための人工血管として利用することができ、細胞外マトリックスが由来する生物と同じ種の生物に対して移植するための人工血管としても利用することができる。
1 人工血管
2 クランプ
3 紐
4 穴

Claims (18)

  1. 生体由来の血管組織から細胞を除去して得られる細胞外マトリックスによって形成されている人工血管であって、
    上記人工血管の内腔断面の直径が4mm以下であり、
    上記細胞外マトリックスには、アミノ酸配列(POG)−X−(REDV)(ここで、nおよびmは、各々1以上の任意の整数であり、Xは、0個以上の任意の数の任意のアミノ酸からなるペプチドリンカーである)を含むペプチドが付加されていることを特徴とする人工血管。
  2. 上記nは、3以上20以下の整数であり、
    上記mは、1以上10以下の整数であることを特徴とする請求項1に記載の人工血管。
  3. 上記Xは、1以上の任意の数のグリシンからなるペプチドリンカー、1以上の任意の数のアラニンからなるペプチドリンカー、1以上の任意の数のセリンからなるペプチドリンカー、または、グリシン、アラニンおよびセリンからなる群から選択される少なくとも2種類のアミノ酸からなるペプチドリンカーであることを特徴とする請求項1または2に記載の人工血管。
  4. 上記細胞外マトリックスは、生体由来の血管組織を加圧処理することによって細胞を除去して得られるものであることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の人工血管。
  5. 上記細胞外マトリックスは、DNase処理されたものであることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の人工血管。
  6. 上記細胞外マトリックスは、3日間以内の期間、洗浄液にて洗浄されたものであることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の人工血管。
  7. 上記細胞外マトリックスは、インタクトな状態で保持されているvon Willebrand factor、Vimentin、α Smooth muscle actin、Elastica van Gieson染色によって染色される物質、コラーゲン、および、エラスチンを含んでいることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の人工血管。
  8. 上記生体由来の血管組織は、走鳥類、鳥類、または、哺乳類に由来するものであることを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の人工血管。
  9. 上記生体とは異なる種の生体に対して移植するためのものであることを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の人工血管。
  10. 血管の内腔断面の直径が4mm以下である生体由来の血管組織から、細胞が除去された細胞外マトリックスを得る第1工程と、
    上記細胞外マトリックスに対して、アミノ酸配列(POG)−X−(REDV)(ここで、nおよびmは、各々1以上の任意の整数であり、Xは、0個以上の任意の数の任意のアミノ酸からなるペプチドリンカーである)を含むペプチドを付加する第2工程と、
    を有することを特徴とする人工血管の製造方法。
  11. 上記nは、3以上20以下の整数であり、
    上記mは、1以上10以下の整数であることを特徴とする請求項10に記載の人工血管の製造方法。
  12. 上記Xは、1以上の任意の数のグリシンからなるペプチドリンカー、1以上の任意の数のアラニンからなるペプチドリンカー、1以上の任意の数のセリンからなるペプチドリンカー、または、グリシン、アラニンおよびセリンからなる群から選択される少なくとも2種類のアミノ酸からなるペプチドリンカーであることを特徴とする請求項10または11に記載の人工血管の製造方法。
  13. 上記第1工程は、上記生体由来の血管組織を加圧処理することによって、細胞が除去された細胞外マトリックスを得る工程であることを特徴とする請求項10〜12の何れか1項に記載の人工血管の製造方法。
  14. 上記第1工程では、200MPa以上1000MPa以下にて加圧処理を行うことを特徴とする請求項13に記載の人工血管の製造方法。
  15. 上記第2工程では、上記細胞外マトリックスと上記ペプチドとの混合物を、37℃以上100℃以下に加熱することを特徴とする請求項10〜14の何れか1項に記載の人工血管の製造方法。
  16. 上記細胞外マトリックスに対して、DNase処理を行う第3工程を有することを特徴とする請求項10〜15の何れか1項に記載の人工血管の製造方法。
  17. 上記細胞外マトリックスに対して、3日間以内の期間、洗浄液による洗浄を施す第4工程を有することを特徴とする請求項10〜16の何れか1項に記載の人工血管の製造方法。
  18. 上記生体由来の血管組織は、走鳥類、鳥類、または、哺乳類に由来するものであることを特徴とする請求項10〜17の何れか1項に記載の人工血管の製造方法。
JP2014543177A 2012-10-26 2013-09-05 人工血管、および、人工血管の製造方法 Pending JPWO2014065017A1 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012237258 2012-10-26
JP2012237258 2012-10-26
PCT/JP2013/073891 WO2014065017A1 (ja) 2012-10-26 2013-09-05 人工血管、および、人工血管の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPWO2014065017A1 true JPWO2014065017A1 (ja) 2016-09-08

Family

ID=50544398

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014543177A Pending JPWO2014065017A1 (ja) 2012-10-26 2013-09-05 人工血管、および、人工血管の製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9642695B2 (ja)
EP (1) EP2913067A4 (ja)
JP (1) JPWO2014065017A1 (ja)
WO (1) WO2014065017A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7017726B2 (ja) * 2017-01-30 2022-02-09 国立研究開発法人国立循環器病研究センター 血管内皮系細胞に特異的に結合するペプチドの使用、及びペプチド
US20230285136A1 (en) * 2020-08-20 2023-09-14 Atonarp Inc. Implant, monitoring system for organism, and management system for organism

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010504972A (ja) * 2006-09-26 2010-02-18 マサチューセッツ・インスティテュート・オブ・テクノロジー 修飾自己組織化ペプチド
JP2010187667A (ja) * 2002-11-06 2010-09-02 Amgen Mountain View Inc 単量体ドメインの組み合わせライブラリー
WO2012008967A1 (en) * 2010-07-16 2012-01-19 Massachusetts Institute Of Technology Self-assembling peptides incorporating modifications and methods of use thereof

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5733538A (en) * 1995-06-07 1998-03-31 Thoratec Laboratories, Inc. Surface-modifying copolymers having cell adhesion properties
US20020077697A1 (en) 2000-12-15 2002-06-20 Ranieri John Paul Processed ratite carotid arteries as xenogeneic small bore vascular grafts
JP4092397B2 (ja) 2002-09-10 2008-05-28 国立循環器病センター総長 超高静水圧印加による移植用生体組織の処理方法
US8268340B2 (en) * 2002-09-26 2012-09-18 Advanced Bio Prosthetic Surfaces, Ltd. Implantable materials having engineered surfaces and method of making same
US20100125330A1 (en) * 2008-11-17 2010-05-20 Belenkaya Bronislava G Synthetic vascular prosthesis and method of preparation

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010187667A (ja) * 2002-11-06 2010-09-02 Amgen Mountain View Inc 単量体ドメインの組み合わせライブラリー
JP2010504972A (ja) * 2006-09-26 2010-02-18 マサチューセッツ・インスティテュート・オブ・テクノロジー 修飾自己組織化ペプチド
WO2012008967A1 (en) * 2010-07-16 2012-01-19 Massachusetts Institute Of Technology Self-assembling peptides incorporating modifications and methods of use thereof

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BIOMATERIALS, 2010, VOL.31, NO.13, PP.3590-3595, JPN6017021759, ISSN: 0003813318 *
MOLECULAR VISION, 2009, VOL.15, PP.2022-2028, JPN6017021758, ISSN: 0003813317 *
再生医療 増刊号, 第11回 日本再生医療学会総会プログラム・抄録, 2012.06.01, P.174, O-10-5 欄, JPN6017021756, ISSN: 0003813315 *
生活生命支援医療福祉工学系学会連合大会講演論文集(CD-ROM), 2011, OS2-4, JPN6017021757, ISSN: 0003813316 *
第31回 日本バイオマテリアル学会大会予稿集, 2009, P.374, JPN6017021760, ISSN: 0003813319 *
高分子学会予稿集, 2011.06.03, VOL.60, NO.1, P.1751, JPN6017021761, ISSN: 0003691003 *
高分子学会予稿集, 2012.09.05, VOL.61, NO.2, PP.4761-4762, JPN6017021762, ISSN: 0003691004 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014065017A1 (ja) 2014-05-01
US20150272719A1 (en) 2015-10-01
EP2913067A4 (en) 2016-06-01
EP2913067A1 (en) 2015-09-02
US9642695B2 (en) 2017-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mahara et al. Tissue-engineered acellular small diameter long-bypass grafts with neointima-inducing activity
JP2686930B2 (ja) 人工移植物体
Thomas et al. Advances in vascular tissue engineering
Amiel et al. Engineering of blood vessels from acellular collagen matrices coated with human endothelial cells
Campbell et al. Novel vascular graft grown within recipient’s own peritoneal cavity
Wu et al. Coculture of endothelial and smooth muscle cells on a collagen membrane in the development of a small-diameter vascular graft
JP6215387B2 (ja) バイオエンジニアリングによって作製された同種異系血管
Assmann et al. Development of a growing rat model for the in vivo assessment of engineered aortic conduits
JPH05502998A (ja) 望ましい細胞接着効果をもつ表面
CN101940801A (zh) 增强血管通路的方法和组合物
Kang et al. In vivo endothelization of tubular vascular grafts through in situ recruitment of endothelial and endothelial progenitor cells by RGD-fused mussel adhesive proteins
Lopez-Soler et al. Development of a mouse model for evaluation of small diameter vascular grafts
Li et al. Application of decellularized vascular matrix in small-diameter vascular grafts
WO2014065017A1 (ja) 人工血管、および、人工血管の製造方法
Hoenig et al. Vascular grafts and the endothelium
CN101141988B (zh) 增强血管通路的方法和组合物
Williams et al. Adipose stromal vascular fraction cells isolated using an automated point of care system improve the patency of expanded polytetrafluoroethylene vascular grafts
JP5610268B2 (ja) 高張電解質溶液による生体組織の脱細胞化処理方法
Sun et al. Egg shell membrane as an alternative vascular patch for arterial angioplasty
Fusaro et al. Polylysine enriched matrices: a promising approach for vascular grafts
Higashita et al. Acute phase pilot evaluation of small diameter long iBTA induced vascular graft “Biotube” in a goat model
Gulbins et al. Successful endothelialization of porcine glutaraldehyde-fixed aortic valves in a heterotopic sheep model
EP2793909B1 (en) An aqueous solution comprising a macromolecular conjugate of heparin for the treatment of blood vessels
Glynn et al. In vivo assessment of two endothelialization approaches on bioprosthetic valves for the treatment of chronic deep venous insufficiency
JP6515429B2 (ja) 人工血管、および、人工血管の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160824

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170613

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170808

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171205

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20180612