MITのエンジニアは、フジツボが岩に付着するために使用する粘着性物質に触発されて、損傷した組織を密封し、出血を止めることができる強力な生体適合性接着剤を設計しました。クレジット：ストックフォト
フジツボが岩に付着するために使用する粘着性物質を模倣する新しい接着剤は、外傷を治療するためのより良い方法を提供する可能性があります。
フジツボが岩に付着するために使用する粘着性物質に触発されて、MITのエンジニアは、損傷した組織を密封して出血を止めることができる強力な生体適合性接着剤を設計しました。
表面が血液で覆われていても、この新しいペーストは表面に付着し、塗布後約15秒以内に密閉を形成することができます。研究者は、この接着剤が外傷を治療し、手術中の出血を制御するのに役立つより効果的な方法を提供できると言います。
「私たちは、困難な環境、つまり人間の組織の湿気のある動的な環境での接着の問題を解決しています。同時に、私たちはこれらの基本的な知識を人命を救うことができる実際の製品に変換しようとしています」と、工学および土木環境工学の教授であり、研究の筆頭著者の1人であるMIT Machinery Said ZhaoXuanheは述べています。
Christoph Nabzdykは、ミネソタ州ロチェスターのメイヨークリニックの心臓麻酔科医兼集中治療医であり、2021年8月9日にNature BiomedicalEngineeringに掲載された論文の筆頭著者です。MITの研究科学者HyunwooYukとポストドクトラルフェローのJingjingWu研究の主な著者です。
研究グループ：フジツボの殻とフジツボの止血軟膏を手に持ったヒョヌ・ヤク、ジンジン・ウー、スアンヘ・ジャオ（左から右へ）。クレジット：研究者提供
出血を止める方法を見つけることは長年の問題ですが、それはまだ完全には解決されていません、と趙は言いました。縫合糸は通常、傷口を閉じるために使用されますが、縫合糸は時間のかかるプロセスであり、通常、緊急時に最初の対応者が行うことはできません。兵士の間では、失血が外傷後の主な死因であり、一般の人々では、失血が外傷後の2番目に多い死因です。
近年、止血剤とも呼ばれる出血を止めることができるいくつかの材料が市場に出ています。これらの多くは、それ自体で血栓を助ける凝固因子を含むパッチで構成されています。ただし、これらはシールを形成するのに数分かかり、出血の激しい創傷では常に機能するとは限りません。
趙の研究室は長年この問題の解決に取り組んできました。2019年に、彼のチームは両面ティッシュテープを開発し、それが外科的切開を閉じるために使用できることを示しました。このテープは、湿気の多い状況で獲物を捕まえるためにクモが使用する粘着性のある素材から着想を得ています。それはほとんどすぐに表面から水を吸収することができる帯電した多糖類を含み、接着剤が付着する可能性のある小さな乾燥したスポットを取り除きます。
彼らの新しい組織接着剤のために、研究者たちは再び自然からインスピレーションを得ました。今回、彼らはフジツボに注目しました。フジツボは、岩、ボートの船体、さらにはクジラなどの他の動物に付着した小さな甲殻類です。これらの表面は湿っていて、通常は非常に汚れています-これらの条件は接着を困難にします。
「これは私たちの注意を引いた」とYukは言った。「これは非常に興味深いことです。出血している組織を密閉するには、水分だけでなく、流出する血液の汚染にも対処する必要があるからです。海洋環境に生息するこの生き物は、私たちがそれに対処するためにやらなければならないこととまったく同じことをしていることがわかりました。複雑な出血の問題。」
フジツボガムの研究者の分析は、それが独特の組成を持っていることを示しています。フジツボが表面に付着するのを助ける粘着性タンパク質分子は、水や表面にある汚染物質をはじくことができる一種の油に懸濁されているため、粘着性タンパク質は表面にしっかりと付着します。
MITチームは、以前に開発した接着剤を調整することにより、この接着剤を模倣しようと決心しました。この粘性のある材料は、ポリ（アクリル酸）と呼ばれるポリマーにNHSエステルと呼ばれる有機化合物が埋め込まれて接着性を提供し、キトサンは材料を強化する糖です。研究者は、この材料のフレークを凍結し、粒子に粉砕してから、これらの粒子を医療グレードのシリコーンオイルに懸濁します。
得られたペーストを湿った表面（血液で覆われた組織など）に塗布すると、オイルが血液やその他の存在する可能性のある物質をはじき、粘性のある粒子が架橋して傷口をしっかりと密閉します。マウスでの研究者のテストは、接着剤を適用し、穏やかに圧力を加えた後、15〜30秒以内に接着剤が固化し、出血が止まったことを示しました。
研究者は、2019年に研究者によって設計された両面テープと比較して、この新しい材料の1つの利点は、ペーストが不規則な傷に合うように成形できることであり、テープは密封手術に適している可能性があると述べました。医療機器を組織に取り付けます。「成形可能なペーストは、不規則な形状やシールに流れ込み、フィットする可能性があります」とWu氏は述べています。「これにより、ユーザーはさまざまな不規則な形の出血性創傷に自由に適応することができます。」
豚を対象に実施されたテストで、メイヨークリニックのNabzdykと彼の同僚は、この接着剤が出血をすばやく止めることができ、市販の止血剤よりも速く効果的に機能することを発見しました。豚に強力な抗凝血剤（ヘパリン）を与えると、血液が自然に血餅を形成しないようにすることもできます。
彼らの研究によると、シールは数週間無傷のままであり、組織が自然に治癒する時間があり、接着剤は現在使用されている止血剤によって引き起こされる炎症と同様に、ほとんど炎症を引き起こしません。接着剤は数ヶ月以内にゆっくりと体内に吸収されます。外科医が最初の適用後に傷を修復する必要がある場合は、それを溶解する溶液を使用して事前に傷を取り除くこともできます。
研究者たちは現在、より大きな傷で接着剤をテストすることを計画しており、これが接着剤が外傷の治療に使用できることを証明することを望んでいます。彼らはまた、それが手術中に役立つかもしれないと想像しました。それは通常、外科医が出血を制御するのに多くの時間を費やす必要があります。
「私たちは技術的に多くの複雑な手術を行うことができますが、特に重度の出血を迅速に制御する能力は実際には改善されていません」とNabzdyk氏は述べています。
別の可能なアプリケーションは、出血を止めるのを助けることです。これらの患者は、動脈または中心静脈カテーテルまたは体外式膜型人工肺（ECMO）に使用されるものなど、血管にプラスチックチューブを挿入しています。ECMO中は、機械を使用して患者の血液を体外に送り出し、酸素を供給します。重度の心臓または肺の障害を持つ人々を治療するために使用されます。チューブは通常、数週間または数ヶ月間挿入され、挿入部位での出血は感染を引き起こす可能性があります。
参照：「迅速で凝固に依存しない止血シーリングのためのフジツボガムに触発されたペースト」著者：HyunwooYuk、Jingjing Wu、Tiffany L. Sarrafian、Xinyu Mao、Claudia E. Varela、Ellen T. Roche、Leigh G. Griffiths、Christoph S .Nabzdyk and Xuanhe Zhao、2021年8月9日、Nature Biomedical Engineering.DOI：10.1038 / s41551-021-00769-y
研究者たちは、MIT Deshpande Centerから資金提供を受けて、接着剤の商業化を支援しています。これは、動物モデルに関する追加の前臨床試験の後に達成したいと考えています。この研究はまた、国立衛生研究所、国立科学財団、およびマサチューセッツ工科大学の兵士ナノテクノロジー研究所とゾル財団を通じて陸軍研究所から資金提供を受けました。
どうぞお早めに商品化してください。妻は私の傷を接着剤で密封しました。地獄のように刺す。彼女が応募するたびに言ったように、まあ、多分私は赤ちゃんです。
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投稿時間：2021年9月9日