球状曲線を有するブタのアテロコラーゲンビトリゲル膜と移植可能な人工角膜内皮移植片の開発と評価

Development and evaluation of porcine atelocollagen vitrigel membrane with a spherical curve and transplantable artificial corneal endothelial grafts.

• Junko Yoshida
• Ayumi Oshikata-Miyazaki
• Seiichi Yokoo
• Satoru Yamagami
• Toshiaki Takezawa
• Shiro Amano

抄録

目的:

角膜内皮細胞（CEC）担体として最適化したコラーゲンビトリゲル（CV）を開発し、人工角膜内皮移植片を作製する。

PURPOSE: To develop a collagen vitrigel (CV) optimized as a corneal endothelial cell (CEC) carrier and create an artificial corneal endothelial graft.

方法:

まず、ブタのアテロコラーゲンと紫外線（UV）照射を用いて、再生医療用の平板状コラーゲンビトリゲル（CV-RM）を開発しました。照射条件を変えてCV-RMの透明性を測定し、最適な紫外線照射量を決定しました。ポルシンアテロコラーゲンを球状に湾曲させた金型を用い、UV照射を行うことで、透明性の高い曲面形状の角膜内皮再生治療用コラーゲンビトリゲル（CV-CERT）を作製した。このCV-CERTの膜透過性をin vitroで試験した。また、ウサギの目でCV-CERTの生体適合性、透明性、接着性を評価した。また、湾曲したCV-CERT上にヒトCECを分布させるための培養技術を開発した。

METHODS: We first developed a flat-shaped collagen vitrigel for regenerative medicine (CV-RM) using porcine atelocollagen and ultraviolet (UV) irradiation. The optimal UV amount was determined by measuring the CV-RM transparency under various irradiating conditions. The collagen vitrigel for corneal endothelial regenerative treatment (CV-CERT), a transparent porcine atelocollagen with a curved shape, was made using spherically curved molds and UV irradiation. The membrane permeability of the CV-CERT was tested in vitro. The biocompatibility, transparency, and adhesiveness of the CV-CERT were evaluated in rabbit eyes. We also developed a culture technique for distributing human CECs on the curved CV-CERT.

結果:

CV-RMの透明化に最適なUV照射量は2400mJ/cm(2)であった。5日目のCV-CERTの膜透過性は市販のCVよりも高かった(P = 0.032)。CV-CERTは、ウサギの角膜では透明で生体適合性があり、最大4ヶ月間使用可能であった。CV-CERTはウサギの角膜後面に付着したままであったのに対し、CV-CERTと形状のみが異なる平板状のCV-RMは、手術後すぐに脱臼した。我々の技術を用いてCV-CERTに播種したヒトCECは、単層構造で均一に分布し、平均細胞密度は2650±100 cells/mm(2)であった。

RESULTS: The optimal amount of UV irradiation for CV-RM transparency was 2400 mJ/cm(2). Membrane permeability of CV-CERT at day 5 was higher than that of commercially available CV (P = 0.032). The CV-CERT was transparent and biocompatible in rabbit corneas for up to 4 months. The CV-CERT remained attached to the rabbit corneal posterior surface, whereas the flat-shaped CV-RM, differing only in shape from the CV-CERT, dislocated soon after surgery. Human CECs seeded on the CV-CERT using our technique were evenly distributed with a single layer structure and a mean cell density of 2650 ± 100 cells/mm(2).

結論:

また、透明で生体適合性に優れた、球状の曲率を有するブタ由来のアテロコラーゲンビトリゲル膜を開発した。培養ヒトCECとCV-CERTを組み合わせて移植可能な人工内皮移植片を作製した。

CONCLUSIONS: We developed a transparent and biocompatible porcine-derived atelocollagen vitrigel membrane with a spherical curvature. A transplantable artificial endothelial graft was created by combining cultured human CECs and the CV-CERT.

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