サイエンス

レーザーで傷口をふさぐSFチックな新技能が登場、縫合や癒着剤の約7倍も強力

by Melissa Askew

レーザーを照射行うことで従来の縫合や癒着剤の利用よりも素早くかつ強固に傷をふさぐことが可能となる技能が生誕しました。この技能はアリゾナ州立大学び舎のコーシャル?リージ氏らが開発中のもので、シルクタンパク質と金のナノ粒子を収める素材を、レーザーで傷一部分と複合さすといったもので、従来よりもはるかに効率的に傷口をふさぐことが可能といったものです。

Rapid Soft Tissue Approximation and Repair Using Laser‐Activated Silk Nanosealants - Urie - 2018 - Advanced Functional Materials - Wiley Online Library
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adfm.201802874

Star Trek-like Tech Seals Wounds with a Laser - IEEE Spectrum
https://spectrum.ieee.org/the-human-os/biomedical/devices/star-treklike-tech-seals-wounds-with-a-laser

リージ氏らによるレーザーを用いた傷口をふさぐ技能は、雑報作成時点では頑として観念実証のステップにあるものの、たまげるべき効果を発露しています。実験では「豚の腸」および「マウスの肌」にある軟体系創傷を素早くふさぐことに成功しており、例えば豚の腸の場合、従来の縫合よりもレーザーを用いた縫合の方が約7倍も強力に傷をふさぐことが可能で、さらにふさいだ部位は傷を負っていぬ部位と同様ように機能行うこともはっきりになっています。

以下の図は左に「従来の針を用いた傷の縫合」「従来の癒着剤を用いた傷の接合」「レーザーを用いた傷をふさぐ方法」による、傷をふさいだ跡の写真および、術後の2日後の写真です。画像の通り、傷をふさいだ際の見た目は癒着剤や縫合と同様くらい目立たず、そこでいて傷をつなぎ合わす力は約7倍も強力とのこと。



公表されたレポートの協同著者であるディーパンジャン?ゴーシュ氏は、「我々は切開部をより早く閉じ、早期に治癒したがると考えています」と語っています。

レーザーを用いて傷をふさぐには、まずカイコの繭(まゆ)に精製したシルクタンパク質を原材料と行う母材を用意します。「フィブロイン」と呼ばエるシルクタンパク質には、ヒトの肌細胞を維持行うタンパク質の一種であるコラーゲンと複合行う性格があるのに、傷をふさぐのにに利用されていり付けるわけ。このフィブロインに金のナノ粒子を埋め込んだもので傷をバックアップ、ここらに近赤外線レーザーを照射します。行うと、フィブロインの中にある金のナノ粒子が発熱し、フィブロインと肌を活性化させて複合さすことができるとのこと。要するに、金ナノ粒子とフィブロインで作った素材を傷の密封剤とし、レーザーでそれを傷一部分と複合さすわけです。なお、傷口に照射行う近赤外線レーザーは約800ナノメートルくらいの波長のものでOKなのに、肌を損傷行う気がかりはなく、そこでいてフィブロイン中の金ナノ粒子を加熱行うには十二分に強力なものと身なります。

次に、究めるチームはフィブロインと金ナノ粒子を用いて水溶性の密封剤を作り、マウスの肌で実験を行いました。実験では1cmの切開部にこの密封剤を塗布したそうで、その結果、塗布に2日後まで縫合再びは肌用癒着剤よりも高い強度を示したそうです。加えて、レーザーを用いた施術自体はわずか4分くらいしか必須としぬのに、素早く適切な処理が平易に行えるといったメリットもはっきりになっています。さらに、実験でレーザー診療した豚の腸は、傷を負っていぬ他の部位と同様ように正常に機能したそうです。

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レーザーでもって用いり付ける近赤外線光は体体系の深くまで浸透行うのに、究めるチームは体の奥にあり修復に時がかかる血筋や神経体系の複合および修復にこのレーザーを用いた傷をふさぐ技能を活用できるのではと考えていり付けるそうです。再び、「神経や血筋といったサイズの縫合は、十二分に訓練された外科医からみても大変な労力を要行う作業です」とゴーシュ氏が語る通り、熟練の医師であっても体の深部にある小さな傷を縫合行うのは困難のに、レーザーを用いた傷をふさぐ技能は医療界に大きな恵みをもたらす蓋然性があります。

再び、ゴーシュ氏によるとフィブロインと金ナノ粒子を用いた密封剤のコストは法外に高値なものにはならぬとのことで、メディカルセンターからみて容認できる範囲内に収めることが可能だそうです。

なお、究めるチームは生きたマウスにレーザーを用いた傷をふさぐ技能を施し、経過を精察していり付けるとのこと。この実験がうまくいけば、次は豚を対象に実験が行われ、最終的にヒトでの臨床テストまで到達行うことと身なります。

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in サイエンス, Posted by logu_ii