成果報告書詳細
管理番号20150000000121
タイトル平成22年度-平成26年度成果報告書 次世代機能代替技術の研究開発 次世代再生医療技術の研究開発:少量の細胞により生体内で自己組織の再生を促す自律成熟型再生デバイスの開発 自律成熟型再生デバイスの基盤実用化研究開発(生体内で自律的に成熟する臓器再生デバイスのための実用化研究開発)
公開日2015/6/25
報告書年度2010 - 2014
委託先名野村ユニソン株式会社 株式会社スリー・ディー・マトリックス
プロジェクト番号P10004
部署名ロボット・機械システム部
和文要約件名:平成22年度-平成26年度成果報告書「次世代機能代替技術の研究開発 次世代再生医療技術の研究開発:少量の細胞により生体内で自己組織の再生を促す自律成熟型再生デバイスの開発 自律成熟型再生デバイスの基盤実用化研究開発(生体内で自律的に成熟する臓器再生デバイスのための実用化研究開発)」

患者の形状に合わせた3次元モジュールの製造技術を確立して、モジュール内で細胞増殖も進み治療に使用できるモジュール技術を確立した。生体内で自律的に成熟する臓器再生デバイスのための実用化研究開発においては、軟骨組織における自律再生を実現する足場素材ハイドロゲルとしては、スリー・ディー・マトリックス社開発のPuraMatrix自己組織化ペプチドハイドロゲルを基本とし、数種類の配列(RADA、PRGほか)を開発した。混合ハイドロゲルを形成することで、十分なゲル化性能を維持しつつ、軟骨細胞の増殖性の向上を達成する足場素材ハイドロゲルを完成した。臨床適用可能なGMPグレードでの製造検討を行い、各種品質試験を実施した。RADAに関しては、今後の臨床開発に十分なスケールにて、GMP品の製造を達成、安定的な供給体制を確立した。安全性としては、足場素材ハイドロゲルの細胞毒性試験、皮内反応試験および感作性試験を行った。細胞毒性、刺激性、皮膚感作性のいずれも陰性の結果となり、本足場素材ハイドロゲルを臨床応用する上で必須な安全性について、担保できる結果を得た。足場素材ハイドロゲルをミニブタの大腿骨膝関節に埋稙し、埋植4週間後の軟骨再生に関する効果と、基礎的な安全性を確認した。また、基盤研究「軟骨用自律再生デバイスのための細胞培養法の開発」、「軟骨用自律再生デバイスの探索的動物実験」(東京大学)、細胞や成長因子を傾斜的に投与するためのハイドロゲルの開発」(東京理科大学)との共同で、PEG-キトサンゲルとの組み合わせにより、強度の向上と軟骨細胞増殖性の維持を確認した。混合足場素材ハイドロゲルを用いた動物試験により、少量の細胞での軟骨再生を確認し、軟骨再生デバイスのプロトタイプの設計と、供給体制を確立した。
英文要約Title: Research Project of assessment technology for Autonomous Regeneration Device (FY2010-FY2014) FY2014 Fainal Report

We have focused on autonomous regeneration of cartilage as a part of the organ system. In this project, to promote generalization and industrialization of cartilage tissue engineering, we will establish an industrialization technology to apply the autonomous regeneration for reconstruction of joints and restoration of defects in different parts of the body. We have performed following research and development. As evaluation method for the safety of autonomous regeneration devices”, we have produced an osteochondral defect model of pigs and implanted the autonomous regeneration device to the defect. Clinical observations were performed after the implantation, and the effectiveness of the device was evaluated. In regard to the regenerative tissues produced by the implanted cells, we examined osteochondral formation by X-ray and μCT and evaluated the regenerative tissue formation. The degree of cartilage regeneration was instituted from grade 0 through 4 according to histological findings. Based on these data, we classified the non-clinical data for clinical application and prepared further data regarding the safety and effectiveness of the device. In cooperation with FUJISOFT Inc., in charge of industrialization, we considered applying their evaluation technologies to this project, such as the operation technology for cell processing centers (CPC), the production technique for regenerative tissues, and the quality control engineering for culture products. In addition to the investigation on the trend of evaluation indexes that have been established (FDA, Pharmaceutical and Medical Safety Bureau in Europe), we have analyzed the every correction in the evaluation indexes by FDA and reflected the corrections in the guidelines. In addition, we prepared the guidelines of the noninvasive evaluation methods for the quality of postoperative tissues using MRI. It enabled us to evaluate the tissues in terms of both quantity and quality. As evaluation method for the safety of the cultured cells as the constituent of autonomous regeneration devices,we evaluated the safety of MSCs derived from synovial by quantitative PCR, immunostaining of cells (for proteins), FACS analysis (for CD markers), and sugar chain analysis, and then selected the markers. First, we investigated the examination methods by culture tests in agarose, and the safety was confirmed. Next, negative tests for carcinogenicity were carried on with several kinds of immune deficient mice; the results indicated negative and assured there was no risk of carcinogenicity
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