bFGFを含浸させたゼラチンハイドロゲルシートを用いたマウス皮膚フラップの生存率の改善。

Improved viability of murine skin flaps using a gelatin hydrogel sheet impregnated with bFGF.

• Masakatsu Hihara
• Natsuko Kakudo
• Naoki Morimoto
• Tomoya Hara
• Fangyuan Lai
• Junichiro Jo
• Yasuhiko Tabata
• Kenji Kusumoto

抄録

基礎線維芽細胞増殖因子（bFGF）は上皮細胞の増殖や血管新生を促進するが、半減期が短いことや保持力が低いことから、臨床応用には限界がある。最近開発されたゼラチンハイドロゲルシートは、生理活性物質を制御して放出することができるため、これらの問題を克服する可能性を秘めている。本研究では、bFGFを含浸させたゼラチンハイドロゲルシートのフラップ生存率および血管新生に対する効果を、マウス皮膚フラップモデルで検討した。60匹のC57BL/6マウスの背中に1×3"Zs_A0"cmのフラップを作製した。マウスを５つのグループ（ｎ＝１２／グループ）に分けた。グループI、未処理；グループII、生理食塩水を含浸させたゼラチンヒドロゲルシートで処理した；グループIII、シートなしでbFGF（50"Zs_A0"µg）で処理した；グループIVおよびV、それぞれ50および100"Zs_A0"µgのbFGFを含浸させたゼラチンヒドロゲルシートで処理した。術後７日目にフラップ生存面積および血管網を調べ、組織学的検査にはヘマトキシリンおよびエオシン染色、フォン・ウィルブランド因子染色を用いた。フラップ生存面積は、IV群とV群で他の群に比べて有意に大きかった。新生血管の面積は、グループIVでは他のグループに比べて有意に大きかった。マウス皮膚フラップモデルにおいて、bFGFを含浸させたゼラチンハイドロゲルシートは血管新生を促進し、フラップ生存率を改善した。これらの知見は、臨床現場での虚血性フラップの生存率向上のためのbFGF含浸ゼラチンハイドロゲルシートの使用を支持するものである。

Basic fibroblast growth factor (bFGF) promotes epithelial cell proliferation and angiogenesis but its clinical applications are limited by its short half-life and low retention. Recently developed gelatin hydrogel sheets able to release physiologically active substances in a controlled manner have the potential to overcome these issues. In this study, the effects of gelatin hydrogel sheets impregnated with bFGF on flap survival and angiogenesis were examined in a murine skin flap model. A flap of 1 × 3 cm was generated on the backs of 60 C57BL/6 mice. The mice were divided into five groups (n = 12/group): Group I, untreated; Group II, treated with a gelatin hydrogel sheet impregnated with saline; Group III, treated with bFGF (50 µg) without sheets; Groups IV and V, treated with gelatin hydrogel sheets impregnated with 50 and 100 µg of bFGF, respectively. On the seventh day after surgery, the flap survival area and vascular network were examined and hematoxylin and eosin and von Willebrand factor staining were used for histological examinations. The flap survival areas were significantly larger in Groups IV and V than in other groups. The area of new vessels was significantly larger in Group IV than in the other groups. In the murine skin flap model, gelatin hydrogel sheets impregnated with bFGF promoted angiogenesis and improved flap survival. These findings support the use of bFGF-impregnated gelatin hydrogel sheets for improving ischemic flap survival in clinical settings.