研究開発された技術紹介

再生医療では加齢やスポーツなどによる怪我で生じた変形性関節症等に対して現状の治療法には限界があり、これらを解決する大型の培養軟骨への期待は大きい。そこでこれらニーズに応えるため、移植に有効な大型の軟骨組織を高効率に形成する3次元細胞培養に関する制御ソフトウェアを高度化し、CPC不要の細胞培養システムを開発する。本装置により、再生医療等の先端医療技術だけでなく新薬の研究開発・実用化に大きく寄与する。

移植に有効な大型の軟骨組織培養を高効率に形成するために3次元培養工程の中の3次元培養に関する制御ソフトウェアの開発に成功。
(新技術)
3次元培養に関する制御ソフトウェアを開発する
(新技術の特徴)
・分取分注シリンジ動作制御が可能である
・細胞塊をストレスなく微少重力下で培養することが可能

・大型細胞塊の位置制御ソフト(CFC)及び培養液交換制御(FmE)ソフトウェアの開発、本事業で開発した3次元培養装置への組み込み
‐従来の静置培養に比べて湿重量で5倍以上、培養時間を1/3以上の短縮を実証した
・専用CO2インキュベータ付属のセルプロセッシング・アイソレータの開発
‐CO2インキュベータを含むセルプロセッシング・アイソレータ本体内の除染の有効性を確認した
・前処理用培養液交換ユニット、遠心分離機の開発─すべての培養工程を閉鎖系で実施できる細胞培養システムの目処が立った

・従来の静置培養に比べて効率的に3次元培養可能な細胞培養装置が提供可能。
・すべての培養工程を閉鎖系で実施できる機能を有し、CPCのような特別なヒト細胞専用培養施設が不要な本3次元細胞培養装置を含む再生医療向け細胞培養システム

・本研究では、3次元細胞培養装置の開発により、大型の軟骨組織の3次元培養の技術的目処が立つとともに、セルプロセッシング・アイソレータの除染機能の確認も実施した
・耳鼻部の欠損患者に移植可能な30mm大の大型ヒト弾性軟骨デバイスの培養が可能になり、現在臨床試験に向けた準備を推進中。

・従来の静置培養と比較して5倍以上の大型組織培養が可能
‐従来の静置培養に比べて湿重量で5倍以上の大型組織培養
‐培養時間を1/3以上に短縮可能、また100%正常細胞を実を実現した
・より生体に近い3次元培養によるドラッグスクリーニングが可能となり、移植に有効な大型の培養軟骨が作製可能
‐2次元培養と比べ生体に近い3次元培養によるドラッグスクリーニング法に適用可能である
・実験動物を用いた毒性試験の代替である肝毒性試験法が適用可能
‐薬剤性肝障害は最も大きな副作用の一つであり、正常動物を用いた毒性試験では再現できないケースが多い
‐本培養システムの活用により、実験動物を用いた毒性試験の代替法となる肝毒性試験法に適用可能である

・ヒト耳介にある軟骨膜から採取した軟骨前駆細胞を3次元細胞培養装置を用いることにより、スキャホールドフリーの30mm大いの大型軟骨組織を再構築させ、組織学的試験、生化学的試験、力学的試験、非臨床安全性試験などの品質・安全性確認や特性解析を実施中であり、本組織を用いた頭頚部欠損患者の再生医療臨床試験の実施を計画中。

前臨床データや非臨床安全性データの取得と薬事規制に対する根拠提示、またその後の臨床治験届の作成。さらには企業主導治験を実施する企業探索。

企業主導治験を実施し、本ヒト弾性軟骨組織の製造販売する企業との連携。