京都大学バイオ3Dプリンタで神経再生技術開発に成功

2023-5-8
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京都大学医学部附属病院は、バイオ3Dプリンタを用いた神経再生技術の開発に世界初成功

人工足場材料を使用せず細胞のみで立体的な組織を作製する独自のバイオ3Dプリンタ「Regenova® （レジェノバ）」及び「S-PIKE®（スパイク）」を開発するサイフューズは、京都大学医学部附属病院整形外科（松田秀一教授）、京都大学医学部附属病院リハビリテーション科（池口良輔准教授）及び京都大学大学院医学研究科人間健康科学系専攻（青山朋樹教授）と共に、末梢神経損傷に対する新しい治療法としてバイオ3Dプリンタを用いた神経再生技術の開発に世界で初めて成功したことを発表。手指の末梢神経損傷患者に対する医師主導治験を実施し、その結果を報告した。

従来の末梢神経損傷に対する治療は、自己の健常な神経を犠牲にする自家神経移植が主流で、自家神経を犠牲にする治療を回避する目的で人工神経の開発が行われているが、自家神経移植術を超える成績は得られていないため、一般には普及していないのが現状である。京都大学医学部附属病院整形外科では、これまで末梢神経損傷に対して人工神経を用いた治療研究を実施。しかし、人工神経には細胞成分が乏しく、サイトカインなどの再生軸索誘導に必要な環境因子が不足しているといった理由から、自家神経移植と比較して良好な結果を得ることができなかった。
研究グループは、佐賀大学の中山功一教授、サイフューズとの共同研究により、バイオ3Dプリンタを用いて細胞のみで作製した三次元神経導管をラットの坐骨神経損傷モデル及びイヌの尺骨神経損傷モデルに移植することで、人工神経より良好で自家神経移植に遜色ない結果を得ることができた。これは、線維芽細胞から作製した三次元神経導管から放出されるサイトカインや血管新生によって、良好な再生軸索の誘導が得られた結果と考えられる。これらの基礎的な研究結果をまとめ、医学部附属病院の医薬品等臨床研究審査委員会の承認を得て、医薬品医療機器総合機構（PMDA）に治験計画届を提出し、「末梢神経損傷を対象とした三次元神経導管移植による安全性と有効性を検討する医師主導治験」を2020年11月より開始した。

バイオ3Dプリンタ Regenova（左）及び S-PIKE（右）

研究手法・成果

患者の腹部の皮膚の一部を提供してもらい、皮膚組織由来の線維芽細胞を培養して、京都大学医学部附属病院C-RACT内の細胞調製施設（CCMT）に設置した臨床用バイオ3Dプリンタ（サイフューズ開発）を用いて治験製品製造を行った。3名の患者に三次元神経導管を移植し、移植後12ヶ月まで観察を行い、3名の患者全てにおいて知覚神経の回復を認め、機能的にも良好な回復が認められた。またすべての患者で副作用や問題になる合併症の発生はなく、三次元神経導管移植の安全性及び有効性が確認できた。
研究結果の詳細は第96回日本整形外科学会学術集会において発表される予定で、今回の結果を医薬品医療機器総合機構に報告し、今後はサイフューズ主導のもと、再生医療等製品としての実用化に向けて、開発を進めるとしている。

Bio3D conduit製品と製造メンバー（左）と移植手術中の光景