本書は,我が国の脱細胞化組織研究・開発の現状をできる限り網羅し,これから脱細胞化組織研究に参入しようとする研究者の参考となること,また我が国の脱細胞化研究者の研究内容を紹介し,情報共有を行いながら,脱細胞化組織製品に対する評価体系の構築,規制基準の提案,安全性確保のための知識基盤の構築の端緒とすることを目論んで編集した。第Ⅰ編では脱細胞化組織の現状について,第Ⅱ編では脱細胞化組織に関する共通理解のための基本的な事項についての解説を行い,第Ⅲ編では日本の研究者の個々の研究を紹介していただいた。
脱細胞化組織研究は日々進歩しており,医療機器としての性能や組織・臓器再構築機能についての評価が定まるのはもう少し時間がかかると考えられる。本書が脱細胞化組織研究に従事する,あるいは従事しようとする研究者諸氏にとって有益な指針や情報源となれば幸いである。
目次
【第Ⅰ編 総論】
第1 章 脱細胞化組織の動向
1 はじめに
2 脱細胞化組織の歴史
3 脱細胞化組織の分類について
3. 1 組織・臓器を脱細胞化してそのまま用いるもの
3. 2 組織・臓器を物理的に加工するもの
3. 3 組織・臓器を化学的に加工するもの
3. 4 組織工学マトリックスを脱細胞化するもの
3. 5 抽出ECM を再構成するもの
4 脱細胞化組織の現状
4. 1 脱細胞化技術について
4. 2 脱細胞化の確認
4. 3 従来の生体組織と脱細胞化組織について
4. 4 脱細胞化組織の特徴
5 脱細胞化組織の医療応用
5. 1 世界の現状
5. 2 日本の現状
6 脱細胞化組織研究・開発の動向
6. 1 既存材料代替としての脱細胞化組織
6. 1. 1 多様な応用可能性の研究
6. 1. 2 さらなる高機能化のための研究
6. 2 脱細胞化組織による臓器再生
6. 3 脱細胞化組織粉末による組織再生―未知の機能の解明―
6. 4 世界的な広がり
7 脱細胞化組織の将来
8 おわりに
第2 章 脱細胞化組織の製品
1 脱細胞化組織製品の概要
2 生体由来材料と脱細胞化組織製品
3 脱細胞化組織製品の適用例
4 培養細胞分泌細胞外マトリックス製品と獣医用脱細胞化組織製品
5 まとめ
第3 章 脱細胞化組織を利用した医療機器に適用可能なガイドライン等について
―生体由来材料を利用した新規機能を有する医療機器に関する評価指標―
1 はじめに
2 医療機器の薬事規制
3 次世代医療機器・再生医療等製品評価指標作成事業
4 「生体由来材料を利用した新規機能を有する医療機器に関する評価指標案」
4. 1 対象
4. 2 対象となる医療機器において評価・留意すべき点
4. 2. 1 基本的事項
4. 2. 2 非臨床試験
4. 2. 3 臨床試験
5 おわりに
【第Ⅱ編 脱細胞化組織の基礎】
第1 章 脱細胞化マトリクスと細胞外マトリクス
1 はじめに
2 生物学研究とバイオマテリアル開発における「細胞外マトリクス」の違い
3 細胞外マトリクス
3. 1 構造
3. 2 構成成分
3. 3 機能
3. 3. 1 ①-1) 細胞の足場,組織,臓器の形態形成のための土台
3. 3. 2 ①-2) 異なる組織との境界形成
3. 3. 3 ②-1) 機械的シグナルの伝達
3. 3. 4 ②-2) 液性因子の貯蔵および活性制御
3. 3. 5 ②-3) 細胞との直接的な相互作用による細胞内シグナル伝達経路の活性化
4 脱細胞化マトリクスの必要性
4. 1 ①構造などの物理的性質の利用
4. 2 ②細胞機能の制御などの生化学的性質の利用
5 終わりに
第2 章 脱細胞化組織の作製方法(脱細胞化処理方法・脱細胞化組織の確認)
1 はじめに
2 脱細胞化処理の考え方
3 脱細胞化処理方法
3. 1 化学的手法
3. 2 生物学的手法
3. 3 物理学的手法
4 脱細胞化組織の確認方法
4. 1 組織切片の作製と染色
4. 2 組織DNA 抽出と定量方法
4. 3 脱細胞化組織の滅菌
第3 章 脱細胞化組織の機能
1 はじめに
2 脱細胞化によるECM の変化
3 形態的特性
4 力学特性
5 脱細胞化組織の組成(化学的特性)
6 生物学的特性
7 結語
第4 章 脱細胞化組織の応用法
1 はじめに
2 脱細胞化組織の移植法と組織再生・組織新生
3 脱細胞化器官
4 脱細胞化組織の粉体( ECM 粉体) とその応用
5 脱細胞化組織の3 次加工とその応用
5. 1 脱細胞化 ECM ゲル( dECM ゲル)
5. 2 脱細胞化組織の高機能化
6 おわりに
第5 章 脱細胞化組織の課題
1 はじめに
2 同一性の保証について
3 安全性評価について
3. 1 安全性評価のための項目について
3. 2 物理的・化学的特性について
3. 3 生物学的安全性について
3. 4 機械的安全性
3. 5 滅菌
3. 6 安定性・耐久性
4 脱細胞化組織の安全性と機能の関係について
4. 1 分解性か非分解性か
4. 2 成長性について
4. 3 免疫原性について
5 長期埋植の動物実験モデルについて
6 採取動物について
【第Ⅲ編 我が国での脱細胞化組織研究の動向】
第1章 脱細胞化小口径血管への挑戦
1 はじめに
2 小口径人工血管の研究開発
3 小口径人工血管の適応
4 小口径血管の開発
5 滅菌法の検討
6 超小口径血管開発への挑戦
7 おわりに
第2章 大口径血管
1 はじめに
2 研究方法
2. 1 脱細胞化処理
2. 2 血管移植実験
2. 3 脱細胞化組織の保存
2. 4 脱細胞化スキャフォールドへの細胞播種と培養
2. 5 ヒト組織の脱細胞化
2. 6 脱細胞化処理の改良
3 研究結果
3. 1 脱細胞化血管の長期移植
3. 2 脱細胞化組織の保存
3. 3 脱細胞化スキャフォールドへの細胞播種と培養
3. 4 ヒト組織の脱細胞化
3. 5 脱細胞化処理の改良
4 考察
5 結論
第3 章 心臓
1 はじめに
2 三次元心筋組織構築研究に至る社会的背景
3 三次元心筋組織構築・創成に向けた新規技術の展開
4 脱細胞化技術を用いた三 次元心筋組織構築
5 脱細胞化技術を用いた心臓弁作製
6 脱細胞化技術を用いた再細胞化三次元心臓の構築
6. 1 バイオ人工心臓構築に向けた研究展開
6. 2 脱細胞化心臓マトリックスを用いた三次元心臓構築技術の開発例
6. 3 機能的三次元心筋を構築するための界面活性剤を用いた脱細胞化技術の開発
6. 4 脱細胞化工程の評価に利用可能なイメージング技術
第4章 他家脱細胞気管を用いた気道再建
1 はじめに
2 高圧脱細胞他家気管のパッチ移植による気管再建研究
2. 1 研究対象,方法
2. 1. 1 脱細胞気管の作製
2. 1. 2 脱細胞気管のDNA 量の測定
2. 1. 3 実験モデル(パッチグラフト手術)
2. 1. 4 気管支鏡ならびに組織学的検討
2. 2 結果
2. 2. 1 脱細胞気管のDNA 量
2. 2. 2 気管支鏡ならびに組織学の経時的評価
2. 3 考察
2. 4 将来の展開
第5 章 肺における脱細胞化組織骨格を利用した臓器再生研究
1 脱細胞化組織骨格を使用した肺の3 次元構築法
1. 1 肺の解剖とこれまでの肺の3 次元構築法
1. 2 脱細胞化組織骨格を使用した肺の3 次元構築法の原理とその優位性
2 脱細胞化組織骨格を使用した肺再生法における課題
2. 1 脱細胞化時の細胞外マトリックスの障害と,新しい天然由来の脱細胞化溶液の開発
2. 2 再細胞化に使用する細胞
2. 3 臓器の成熟
2. 4 Air-blood barrier( ABB)
2. 5 使用する組織骨格の動物種と免疫原性
3 再生肺利用の新しい展開
3. 1 小型ヒト肺による癌疾患モデルの作製
第6 章 脱細胞化小腸を用いた組織再生研究の現状
1 はじめに
2 脱細胞化小腸を用いた研究の現況
2. 1 手法A:シート状SIS としての利用
2. 2 手法B:小腸再建のための足場としての利用
2. 3 手法C:異所性組織構築のための足場としての利用
3 脱細胞化小腸,および細胞シート工学を用いた新規立体心筋組織の構築手法の開発
4 おわりに
第7章 脱・再細胞化肝臓の大動物モデルを用いた有効性試験の現状
1 はじめに
2 肝臓脱細胞化研究の背景
3 再生医療の3 要素と脱細胞化肝臓骨格の意義
4 肝臓骨格を用いた再細胞化による再生部分肝臓の作製
5 ヒトiPS 細胞由来の成熟細胞を用いた再細胞化肝臓の作製
6 今後の展望
7 おわりに
第8 章 脱細胞化肝臓を足場とした肝臓再構築に向けた要素技術の開発
1 緒言
2 脱細胞化肝臓の作製
3 脱細胞化肝臓を足場とした肝臓構築
4 脱細胞化肝臓を足場として構築した再細胞化肝臓の機能評価系の開発
4. 1 臓器培養における再細胞化肝臓の機能評価系の開発(in vitro)
4. 2 肝不全動物に対する再細胞化肝臓の機能評価系の開発(ex vitro)
5 結言
第9 章 脱細胞化脳
1 はじめに
2 脱細胞化脳の調製
3 脱細胞化脳の応用
4 おわりに
第10 章 脱細胞化骨格を用いた子宮の再生・再建
1 はじめに
2 子宮の幹細胞・再生・再建医療についての研究の現状
3 ラット子宮の脱細胞化
4 脱細胞化子宮の再細胞化
5 ラット子宮欠損モデルにおける子宮再生
6 おわりに
第11 章 物理的・化学的手法による脱細胞化子宮
再生モデルの構築
1 はじめに
2 子宮における疾患と子宮再生との関係
3 再生医療の発展と問題点
4 子宮の再生
5 脱細胞化モデルによる子宮再生の将来展望
6 おわりに
第12 章 脱細胞羊膜を用いた細胞治療
1 羊膜とは
2 羊膜の医療への利用
3 細胞転写技術
4 羊膜へ転写した細胞による治療
4. 1 虚血性疾患
4. 2 骨欠損
4. 3 歯周組織欠損
4. 4 脱細胞羊膜を用いた細胞移植の特徴
第13 章 皮膚再生医療の現状と脱細胞化技術の応用
1 皮膚再生の現状
2 脱細胞化皮膚( 真皮) について
3 先天性巨大色素性母斑に対する不活化処理母斑と自家培養表皮を用いた皮膚再生治療
3. 1 母斑組織を不活化させる高圧処理条件の検討
3. 2 細胞残渣を含んだままの不活化処理母斑の再移植
3. 3 臨床研究の実施
4 今後の展開
第14 章 角膜
1 緒言
2 角膜の脱細化処理法
3 超高静水圧処理による角膜の脱細胞化
4 結言
第15 章 膝前十字靭帯損傷の治療に用いる脱細胞化腱
1 膝前十字靭帯断裂患者の治療の現状と課題
2 脱細胞化腱の可能性
3 海外の開発動向
4 膝前十字靭帯再建治療に用いる脱細胞化腱の開発
4. 1 脱細胞化技術
4. 2 滅菌技術
4. 3 動物実験評価
4. 3. 1 脱細胞化腱を用いたラット膝前十字靭帯再建実験
4. 3. 2 脱細胞化腱を用いたヒツジ膝前十字靭帯再建実験
5 まとめ
第16 章 骨・骨髄
1 はじめに
2 骨の構成と機能
3 脱細胞化骨組織と脱細胞化骨髄組織
3. 1 脱細胞化骨組織
3. 2 脱細胞化骨髄組織
4 おわりに
第17 章 再生組織から調製した脱細胞化マトリクス
1 はじめに
2 生体組織由来の脱細胞化マトリクスとの比較
2. 1 得られる脱細胞化マトリクスの組成,構造,力学特性
2. 2 脱細胞化マトリクスのソース
2. 3 微小領域ECM の入手可能性
3 再生組織由来の脱細胞化マトリクスの例
3. 1 正常組織由来の細胞
3. 2 幹細胞
3. 2. 1 未分化状態の幹細胞
3. 2. 2 特定の細胞に分化させた状態の幹細胞
3. 3 がん細胞
4 再生組織由来の脱細胞化マトリクス作製におけるポイント
4. 1 培養環境( 培地組成,共培養)
4. 2 培養基板
4. 3 脱細胞化処理方法
4. 4 脱細胞化処理後の脱細胞化マトリクスの修飾
4. 5 作製の際に用いる細胞
5 今後の展望
5. 1 再生組織由来の脱細胞化マトリクスの応用
5. 2 今後の課題
6 まとめ
