生体吸収性ポリマーと機能性ペプチドの複合化による再生型癒着防止人工心膜の開発

生物可吸收聚合物与功能肽结合开发再生防粘连人工心包

• 批准号: 21K08820
• 负责人: 緒方 藍歌
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K08820/
• 关键词: 癒着; 心膜; 生体吸収性ポリマー; ペプチド; 人工心膜; 癒着防止

心臓血管外科手術では、手技の複雑化やステージ手術等の増加に伴い、再手術症例が増加している。再手術時には心臓は周辺組織と癒着しており、癒着剥離操作は、手術手技の難易度を上げるだけでなく、剥離時の臓器損傷が致命的出血性合併症を招くことがある。また癒着は術後拡張障害を惹起し、HFpEFといった心不全の原因となる。現在臨床で使用されている人工心膜（ePTFE）は、開胸時に臓器損傷を回避する物理的遮蔽の役割は果たすが、癒着防止能力に乏しい。また、非吸収性材料のため体内に遺残して繊維化したり、感染の温床となりうる。正常心膜では、単層中皮細胞から分泌される滑液（心嚢液）が、臓器同士の摩擦を軽減し、癒着病態の中心であるフィブリン形成を防止する役割を持つ。従って、心膜組織を再生させることで癒着防止に寄与するであろうと考えた。本研究では、生体吸収性ポリマーに心膜構成細胞の機能を制御するペプチドを化学修飾した、自己心膜再生を促す「再生型癒着防止人工心膜」を開発し、その有用性を検討する。P(CL-DLLA)は、非特異的に細胞が接着してしまうため、中皮細胞を接着させて線維芽細胞は接着を抑制させるようなポリマー表面構造改質が必要である。そこで本年度では、材料表面構造の設計をおこなった。材料表面の物理化学的特性（疎水性や電荷など）が細胞に影響を与えることがわかっているが、どのような特性がどのように影響するかは不明である。3残基アミノから作成した短鎖ペプチドを材料表面に修飾し、固定化ペプチドアレイを作成した。固定化ペプチドアレイ上で培養した細胞は細胞接着や細胞伸展、ミトコンドリア活性に影響したことから、材料表面構造の物理化学的特性は特定細胞に対し重要な要素であることが分かった。

关于心血管手术，由于手术的复杂性增加和阶段手术的增加，重新手术病例的数量正在增加。在重新手术过程中，心脏是对周围组织的粘附，并且粘附脱离不仅增加了手术程序的难度，而且脱离过程中器官损伤会导致致命的出血并发症。粘附还会引起术后舒张病，导致心力衰竭（例如HFPEF）。目前在临床使用中的人工心包（EPTFE）起着物理屏蔽作用，可以避免开放时器官损害，但抗粘附能力较差。此外，由于它是一种不可吸收的材料，因此它可以保留在体内并成为纤维植物，也可以成为感染的繁殖地。在正常的心包中，单层间皮细胞分泌的滑液（心心液）减少器官之间的摩擦，并防止纤维蛋白形成，这是粘附病理的中心部分。因此，人们认为再生心包组织将有助于预防粘附。在这项研究中，我们开发了一种“再生类型的抗粘附人造心包”，促进了自我胸膜再生，可生物吸附的聚合物用肽进行化学修饰，以控制心包构成细胞的功能，并检查其有用性。因为P（Cl-dlla）细胞是非特异性的，所以有必要修饰聚合物表面结构以使间皮细胞粘附并粘附成纤维细胞以抑制粘附。因此，今年我们设计了材料的表面结构。尽管发现材料表面的物理化学特性（例如疏水性和电荷）会影响细胞，但尚不清楚什么特性以及它们如何影响它们。将由三个残留氨基制成的短链肽修改为材料表面，以形成固定的肽阵列。在固定的肽阵列上培养的细胞影响了细胞粘附，细胞延伸和线粒体活性，发现材料表面结构的物理化学特性是特定细胞的重要因素。