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人工臓器 再生医療 バイオマテリアル セミナー

バイオマテリアルの第一人者が生体適合性材料の基礎からバイオ人工臓器・再生医療への展開まで丁寧に解説します!

人工臓器・再生医療における

バイオマテリアルの設計・開発【入門編】

講師

国際科学振興財団 再生医工学バイオマテリアル研究所 所長 工学博士 赤池 敏宏 先生
(東京工業大学 名誉教授)

* 希望者は講師との名刺交換が可能です

→このセミナーを知人に紹介する

日時・会場・受講料

●日時 2019年2月22日(金) 10:30-16:30
●会場 [東京・大井町]きゅりあん4階第1グループ活動室 →「セミナー会場へのアクセス」
●受講料 1名46,440円(税込(消費税8%)、資料・昼食付)
 *1社2名以上同時申込の場合、1名につき35,640円
      *学校法人割引;学生、教員のご参加は受講料50%割引。→「セミナー申込要領・手順」を確認下さい。

 ●録音・撮影行為は固くお断り致します。
 ●講義中の携帯電話の使用はご遠慮下さい。
 ●講義中のパソコン使用は、講義の支障や他の方の迷惑となる場合がありますので、極力お控え下さい。
  場合により、使用をお断りすることがございますので、予めご了承下さい。
  *PC実習講座を除きます。


■ セミナーお申込手順からセミナー当日の主な流れ →

セミナーポイント

バイオマテリアル研究の黎明期から第一線で活躍する講師が、人工臓器やES/iPS細胞を筆頭とする、再生医療を支えるバイオマテリアルについて基礎から設計・開発まで丁寧に解説する。
まず、生体機能材料と生体適合性材料の設計について基礎から説明し、その考え方とポイントについて理解を深めていただく。
次いで、人工臓器の現状や再生医療の潮流を説明し、細胞認識性バイオマテリアル設計による各種幹細胞(ES細胞・間葉系幹細胞iPS細胞)からバイオ人工臓器・再生医療へのチャレンジまで解説する。

セミナー内容

【基礎編】
1 生体機能材料とは

2 生体組織と反応

2.1 からだの恒常性維持(ホメオスタシス)
2.2 生体臓器(組織)の特徴−細胞社会としての臓器・組織とその構成原理
 2.2.1 臓器による生体機能の分業
 2.2.2 臓器組織・細胞社会の構造と維持システム
2.3 生体反応(生体防御システムと異物反応)
 2.3.1 血液凝固・血栓形成反応
 2.3.2 炎症反応
 2.3.3 貪食反応(エンドサイトーシス)
 2.3.4 免疫反応
 2.3.5 解毒反応

3 生体適合性材料設計の基礎
3.1 生体適合性と生体機能性
3.2 材料と生体との界面現象
3.3 血液適合性材料
 3.3.1 抗血栓性材料と抗凝固性材料とは
 3.3.2 設計方法
3.4 組織適合性材料
 3.4.1 材料・生体間相互作用の制御と組織・細胞適合性材料の設計
 3.4.2 細胞適合性材料としての細胞認識性高分子の設計
3.5 バイオマテリアルの生体内劣化・分解反応
 3.5.1 バイオマテリアルの生体内劣化とは
 3.5.2 生体内劣化の要因とそのメカニズム
 3.5.3 化学的劣化反応とその制御

4 人工臓器用生体機能材料設計の基礎
4.1 各種人工臓器のバイオミメティックス−臓器機能
 4.1.1 人工腎臓
 4.1.2 人工肺
 4.1.3 人工心臓
 4.1.4 人工血管
 4.1.5 人工血液(人工赤血球)
 4.1.6 皮膚(粘膜)
 4.1.7 その他(人工関節,人工靭帯,眼内レンズ)
4.2 バイオ人工臓器(ハイブリッド人工臓器)
 4.2.1 なぜバイオ人工臓器が必要か
 4.2.2 バイオ人工臓器各論

5 再生医療への流れ
5.1 再生医療とは
5.2 再生医療の基礎(再生医工学)
 5.2.1 再生医療のための細胞の探索
 5.2.2 再生医工学としての細胞マトリックス工学
5.3 再生医療の臓器別展開
 5.3.1 肝臓の再生医療
 5.3.2 肝臓の再生医療と細胞種・スキャフォールドの探索
 5.3.3 神経系の再生医療(脊髄・末梢神経など)
 5.3.4 骨・軟骨
 5.3.5 角膜・網膜の再生医療

6 DDS,遺伝子治療への生体機能材料の応用
6.1 DDSとは
 6.1.1 標的臓器・細胞指向性高分子の設計
 6.1.2 薬剤放出を制御する高分子の設計
 6.1.3 DDS設計のケーススタディー
      −DDSによる劇症肝炎治療システムの開発
6.2 遺伝子治療に果たす高分子材料

7 ナノテクノロジーとバイオマテリアルの接点

【応用編】
細胞認識性バイオマテリアル設計による各種幹細胞(ES細胞・間葉系幹細胞iPS細胞)からバイオ人工臓器・再生医療へのチャレンジ

<質疑応答>

講師紹介

職歴:
昭和50年4月 東京女子医科大学 日本心臓血圧研究所 助手
昭和55年2月 東京農工大学 工学部 助教授
平成 2年4月 東京工業大学 生命理工学部 教授                     
平成11年4月 東京工業大学大学院生命理工研究科 教授
平成21年4月 東京工業大学フロンティア研究センター共同研究部門教授
平成22年4月 東京工業大学フロンティア研究機構研究部門卓越教授
平成24年4月 東京工業大学大学院生命理工学研究科生体分子機能工学専攻
      再生医工学バイオマテリアル設計寄附講座 特任教授 
      東京工業大学 名誉教授
平成26年4月 国際科学振興財団・主席研究員
再生医工学バイオマテリアル研究所所長 現在に至る

兼任歴:
平成元年4月〜平成7年3月 財)神奈川科学技術アカデミー第3研究室室長を兼任
「赤池“高機能分子認識薄膜”プロジェクト」を担当。細胞特異性認識材料のハイブリッド臓器、ミサイルドラッグ、バイオ素子への応用を研究。
平成12年4月〜平成14年3月 信州大学大学院医学研究科・臓器移植細胞工学医科学系専攻 教授(併任) 肝臓再生医療、薬物動態・毒性評価法肝細胞チップの研究

客員教授歴:
平成21年5月より 南開大学(中国天津)客員教授
平成23年4月より 中国科学院・長春応用化学研究所客員教授

研究プロジェクト:
平成元年〜平成7年 神奈川科学技術アカデミー「赤池高機能分子認識薄膜」プロジェクトを担当
平成10年〜平成14年 文部科学技術省科学研究費特定領域(A)「新しい材料のための分子シンクロナイゼーション」領域代表者

授賞等:
平成元年4月 日本バイオマテリアル学会・学会賞受賞
(ハイブリッド人工臓器と肝シミュレーターの開発に関する基礎研究)
平成 9年 Jorge Heller Journal of Controlled Release CRS Outstanding Paper  Award
平成14年 国際バイオマテリアル学会連合フェロー(Fellow, Biomaterials Science and Engineering (FBSE)
平成19年 東工大教育賞(Tokyo Tech Award for the Best Teacher)優秀賞受賞
平成25年 日本バイオマテリアル学会 科学功績賞受賞(細胞認識性バイオマテリアルの設計とその組織工学・DDSへの応用)

専門分野: 
医用高分子(生体適合性材料・血液適合性材料)、細胞認識性バイオマテリアル、糖鎖工学、人工
臓器(ハイブリッド人工臓器<肝臓・膵臓>)、ドラッグ(遺伝子)デリバリーシステム、細胞工学、臓器工学、組織工学、再生医療、遺伝子治療 上皮・間葉変換(EMT)認識性バイオマテリアルの設計開発

受講者へのメッセージ:「工学と医療の学際研究を志そう!」
本講座の講師赤池敏宏は工学部で高分子材料工学を学んだ後に、東京女子医大日本心臓血圧研究所、理論外科という珍しい名前を有する新設の医工連携部門に助手として採用された。
解剖学、病理学、生理学等々の医学の各分野を勉強しながら高分子工学の医学・生物学への応用展開を図った。医療福祉に貢献する“バイオマテリアル・サイエンス”なる分野を、できるだけ早く具体化し確立し世界に発信・アピールすることをめざした。その分野は40余年が経過した今やバイオマテリアル分野の世界を代表するオリジナル分野へ発展していった。

「高分子ミセルナノメディシン」の開拓者・片岡一則東大教授、再生医療分野での「細胞シート工学」の開拓者・岡野光夫東京女子医大名誉教授の世界的にも超有名なお二人は共に東京女子医大で工学と医学の学際領域としてのバイオマテリアルの曙光/明治維新″を闘い抜いた同志であった。
演者らは互いに協力し合いながらも三者三様の道を歩み始め、それぞれがさらにユニークなバイオマテリアル研究の発展に邁進した。
私が東京農工大、東京工業大さらにはつくばでの今の研究所に至るまで掲げ続けたオリジナルな研究の旗印「細胞認識性バイオマテリアルの設計と開発」は、東京女子医大で医学・生物学を学びながら少しずつ醸成されていったものでもある。

1985年にその理論外科においてたった定員1名でスタートした日本初のバイオマテリアル研究グループは第二世代のスーパー教授たちの活躍も相俟って今では第三世代にまで突入している。ごく一部には早くも第四世代に突入しているかもしれないが、第三世代の後輩達までカウントにいれれば、ざっと100人以上が全国各地の大学等のアカデミアに分散し、それぞれにおいて教授、准教授、助教等としてバイオマテリアルに関する研究教育活動に従事していることになる。

東京女子医大での5年間の学際領域バイオマテリアルをめざす努力の後、演者は東京農工大学に、おそらくはわが国で初めての工学部内にできた医用高分子研究室 助教授に招かれて移動した。
この時期から演者は、医療に応用するバイオマテリアルの設計論として、米国コロンビア大の有機化学者であるBreslow教授の提唱されるBiomimetic化学のコンセプトを取り入れることにした。その考え方に学びつつ実際に生体内でおこなわれている細胞・マトリックス間あるいは細胞・細胞間の認識反応を、単純化したオリゴ糖やペプチドを取り込んで設計した“バイオマテリアル”と細胞との相互作用でおき換えてみることにした。
肝実質細胞はラクトース(末端がガラトース)側鎖型のポリスチレンに効率的に接着し、肝硬変に関わる星細胞とりわけ活性化した星細胞はキトビオース(末端がN-アセチルグルコサミン)側鎖型ポリスチレンを極めて特異的かつ効率的に認識して接着したのである。

こうして現在に至るまでに細胞認識性バイオマテリアル設計″の考えを徐々に確立していくことができた。高分子合成化学(演者の場合は糖質高分子・ペプチドの科学がベース)に基づくバイオマテリアルからスタートして遺伝子工学(同じく私たちの場合はカドヘリン・サイトカイン分子の細胞生物学がベース)に基づくバイオマテリアル設計を展開することができた。

今ではいずれも、バイオ(ハイブリッド)人工臓器やES/iPS細胞を筆頭とする各種幹細胞を利用する再生医療を支える重要な足場材料(マトリックス)として応用することができる。

この分野での医学と工学を融合させる作業は40余年かかるものであった。これがこの研究テーマの達成に必要な年月であったのだと本当に実感している。
これらの分野の成果を、もう一つ私たちがほぼ15年にわたり大事に育ててきたDNAキャリアーとしての炭酸アパタイト・ナノ粒子(骨や歯の天然材料であり、カルシウムやリン酸を主成分とするアパタイト成分から合成)と組合せ、遺伝子・核酸系医薬の運搬体としての応用に結びつけることに成功することで、ようやく各種のガン、臓器線維症、感染症等々の世界中で多数の患者を苦しめている難病の治療手段に応用できる見通しも立ってきたのである。

今なお少数の同志と執念を燃やして多くの患者を救うための最後の戦いというべき研究を展開している。
本日の講義の後半のプログラムとして高分子科学と医学の融合活動の総括を行いつつ、学際領域研究に挑戦している若い方々への応援歌としたいと思います。

セミナー番号:AC190287

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