岩にがっちり付着する「フジツボ」から着想を得た止血用瞬間接着剤。15秒で出血を止める

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　マサチューセッツ工科大学（MIT）の研究チームが、傷口をくっつけて治す接着剤を開発したそうだ。そのヒントになったのは、海の岩や船にがっちりとくっついている、固着動物「フジツボ」だ。

　海の生物にインスパイアされただけあって、この接着剤は、血液や体液などでグジグジとぬれ、しかも不規則な傷口であっても、5秒から30秒もあればピタッとくっつける。

　怪我の治療や手術中の出血のコントロールなどで活躍する可能性があるそうだ。

科学者がフジツボの耐水性がある生物接着物で傷口を塞ぐ瞬間接着剤を考案

　フジツボは強力で耐水性のある生物接着物を生成し、岩や船舶の船底などに非常に強固に固着することで知られてる。

　船舶業界ではフジツボの固着能力が問題となることがあり、船舶の速度を低下させる要因となっているが、その強力な接着力が人間にとって役に立つという。

　大怪我をしてしまったとき、大切な処置の1つは出血を止めることだ。大量の出血は死因の大きな要因の1つである。

　全血液量の20％以上の血液がなくなるとショック症状が表れるようになり、皮膚が蒼白し、ヒア汗が出て脈が速くなり、呼吸不全を起こし、 早期に止血が行われないと多臓器不全〔たぞうきふぜん〕を起こして、死に至ることがある。

　だが止血は言うほど簡単ではない。一般的な処置は傷口を縫いつけることだが、これは時間がかかるため、救急隊員などが緊急時に行うのは難しい。

　最近では、血を止めてくれるパッチもある。これには血が固まる薬が塗られており、それによって血を止める。だが、血が止まるまでには数分かかるうえに、出血がひどい場合はあまり効果がない。

　いかにして速やかに止血するか？ この課題に数年前から取り組んでいるのが、マサチューセッツ工科大学（MIT）のXuanhe Zhao教授らだ。

　同教授らはたとえば2019年、クモの糸をヒントにした医療用両面テープを開発。これはサッと水分を吸収してくれるために、手術で切り開いた部分でもピタッと閉じることができる。

　そして今回、Zhao教授らはまたも生物からヒントを得て、今度は傷口をくっつける瞬間接着剤を考案した。そのヒントになったのが、海岸の岩や船などにがっちりと張り付いているフジツボだ。

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ぬれた岩場にくっつくフジツボのユニークなタンパク質が判明

　やってみればわかるが、ぬれたところに何かを接着するのはとても難しい。

　だがあのちょっとホラーなフジツボは、海岸の岩や船、あるいは生きているクジラの体など、海水でびしょびしょで、しかも汚れたところにがっちりくっついている。

　フジツボは一体どうやって、ぬれた表面にくっついているのか？ その秘密を解明できれば、血が流れ出てくる傷口を塞ぐヒントになるはずだ。

　そこでフジツボを調べたところ、とてもユニークなタンパク質を持っていることが判明した。

　独特の化学構造をもつ強力な接着剤のようなタンパク質は油と混ざっており、水や汚れをパッと弾く。そのおかげでフジツボはぬれた岩場にぴたっとくっつけるのだ。

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フジツボ式医療用強力接着剤

　これを真似して作られたのが、今回のフジツボ式医療用接着剤だ。

　接着剤の成分は、ポリマーの「ポリアクリル酸」、接着剤として働く有機化合物「NHSエステル」、素材を強化する糖「キトサン」を組み合わせたもの。

　これを凍らせてから砕いて粒子にし、医療用シリコン油にまぜると完成する。

　このフジツボ式接着剤を傷口に塗ると、シリコン油が血液などの体液をはじき、余計な水分をよけてくれる。だから接着成分が十分機能を発揮することができる。

　またクモの糸の両面テープと違い、傷口が不規則でもくっつけられるという長所がある。

ラットやブタで性能を確認

　フジツボ式接着剤の効果を確かめるため、ラットで実験してみると、15～30秒で出血を止められることが確認されたという。

　また、ブタを使った実験では、肝臓の出血を速やかに止めることにも成功している。

　フジツボ式接着剤は、数週間でも傷口をしっかりふさいでいてくれるので、その間に自然に傷口がふさがるのを待つことができる。また、それによる炎症もほとんどないそうだ。

　ずっと放置していてもいずれは体に吸収されるし、必要なら溶液で簡単にはがすこともできる。なので、まず応急処置として傷口をふさぎ、その後でしっかりと治療するといったことも可能であるそうだ。

　この研究は『Nature Biomedical Engineering』（2021年8月9日付）に掲載された。

References:Bio-inspired, blood-repelling tissue glue could seal wounds quickly: A new adhesive that mimics the sticky substance barnacles use to cling to rocks may offer a better way to treat traumatic injuries — ScienceDaily / written by hiroching / edited by / parumo

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