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生体内バイオリアクター技術を用いたヒトにおける生体工学的カリナ再建：概念実証研究
Bioengineered carina reconstruction using In-Vivo Bioreactor technique in human: proof of concept study.
PMID: 32676332 PMCID: PMC7354144. DOI: 10.21037/tlcr-20-534.
抄録
背景:
長セグメント気道欠損の再建は、特にカリナが侵襲されている場合には、臨床現場での課題となっている。これまでに行われた生体工学的カリナ再建の試みは、再灌流の遅れと感染の再発により、90日以内に失敗した。
Backgrounds: Long-segment airway defect reconstruction, especially when carina is invaded, remains a challenge in clinical setting. Previous attempts at bioengineered carina reconstruction failed within 90 days due to delayed revascularization and recurrent infection.
方法:
生体内バイオリアクターを使用したカリナバイオエンジニアリングの実現可能性を確立するために。長尺気道病変を持つ3名の患者を含む単施設コホート研究。病変部の根治的切除は標準的な外科的手技を用いて行われた。切除後、細胞化真皮マトリックス（ADM）の2層に包まれたニチノールステントを用いて、インビボバイオリアクター気道再建を行った。2つのポータブル蠕動ポンプに接続された2つのPort-a-Cathカテーテルは、ADM層の間に挿入された。移植されたバイオエンジニアリング気道は、ポンプシステムを介して抗生物質溶液で連続的に灌流した。末梢総核細胞（ＴＮＣ）を収穫し、１ヶ月間、週に２回のポルトアキャスを介して気道置換体に播種した。患者は、自身のバイオエンジニアリングされた気道代替物のin situ再生のためのバイオリアクターとして処理された。
Methods: To establish the feasibility of carina bioengineering use In-Vivo Bioreactor technique. Uncontrolled single-center cohort study including three patients with long-segment airway lesions invading carina. Radical resection of the lesions was performed using standard surgical techniques. After resection, In-Vivo Bioreactor airway reconstruction was performed using a nitinol stent wrapped in two layers of acellularized dermis matrix (ADM). Two Port-a-Cath catheters connected to two portable peristaltic pumps were inserted between the ADM layers. The implanted bioengineered airway was continuously perfused with an antibiotic solution via the pump system. Peripheral total nucleated cells (TNCs) were harvested and seeded into the airway substitute via a Port-a-Cath twice a week for 1 month. The patients were treated as a bioreactor for in situ regeneration of their own bioengineered airway substitute.
研究成果:
本研究には3名の患者が参加した（平均年齢54.7歳）。最初の患者は長さ8cmの気管とカリナ再建、2番目の患者は長さ6cmの気管とカリナと主気管支の再建を行った。3例目は右主気管支とカリナ再建。主な合併症は胃閉塞と肺炎であった。気管支鏡検査の結果、気管支の再生組織は血流が良く、漏れなく再生されていることが確認された。
Results: Three patients were included in the study (mean age, 54.7 years). The first patient underwent 8 cm long trachea and carina reconstruction, the second patient 6 cm long trachea, carina and main bronchus reconstruction. The third patient right main bronchus and carina reconstruction. Major morbidity included gastric retention and pneumonia. All three patients survived till last follow-up and bronchoscopy follow-up showed well-vascularized regenerated tissue without leakage.
結論:
本試験では、In-Vivoバイオリアクターを用いた気管、気管支、気管支の再建が可能であることが示された。有効性と安全性を評価するためには、さらなる研究が必要である。
Conclusions: In this uncontrolled study, In-Vivo Bioreactor technique demonstrated potential to be applied for long-segment trachea, carina and bronchi reconstruction. Further research is needed to assess efficacy and safety.
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