外科手術中控制出血非常重要。輕微的出血可以透過自然凝血來止血，但較粗的靜脈和動脈出血需要結合止血劑進行按壓止血。然而，現有的止血劑存在止血所需時間較長，以及可能傳播來自人體血液成分的傳染病等課題，對醫學家和患者都是負擔。
圖1：合成水凝膠的構造及接觸血液時瞬間凝固的原理（供圖：東京大學醫學部附屬醫院）
東京大學醫學部附屬醫院血管外科的臨牀醫學家大片慎也和副教授保科克行，與該校研究生院工學系研究科生物工程學專業的鐮田宏幸特任研究員（主任研究員）和酒井崇匡教授等人組成的研究團隊，重新設計了與體液接觸後迅速自凝的合成水凝膠。相關成果已發佈在Annals of Vascular Surgery的網路版上。
這種合成水凝膠最初爲液體，但會隨着主要成分四支化聚乙二醇（PEG）逐漸發生反應而凝固。這種反應的特點是，在弱酸性環境下反應會受到侷限，在中性條件下反應速度非常快。因此，弱酸性合成水凝膠與血液等體液接觸後，體液的緩衝作用會瞬間中和合成水凝膠，所以能立即與體液一起凝固。
研究團隊使用此次開發的合成水凝膠與添加了抗凝劑的大鼠血液接觸，應答血液能夠瞬間凝固。接下來，研究團隊將合成水凝膠浸入PEG海綿中爲大鼠的下大靜脈大出血模式止血，1分鐘後對其止血性能進行評估，結果顯示，PEG濃度達到一定水平以上時可以獲得穩定的止血效果。另一方面，在相同的時間内，作爲對比的按壓止血和現有止血劑則均未能達到止血效果。另外，止血1周後再次開腹，對使用合成水凝膠的部位進行了組織學評估，發現合成水凝膠僅發生了比現有止血劑要輕微的發炎反應。
圖2：利用合成水凝膠爲大鼠下大靜脈止血（供圖：東京大學醫學部附屬醫院）
此次開發的新型合成水凝膠能以獨立於身體凝血反應的作用機制凝血。因此，有望開發出因疾病或使用抗凝劑而導致血液難以凝固的患者也能快速止血的局部止血材料。另外，不僅是血液，作爲防止脊髓液等多種體液泄露的材料，這種合成水凝膠也備受期待。此外，由於是合成材料，還可以排除混入未知電腦病毒的風險，有助於減輕醫患雙方的精神負擔。
【論文資訊】
發表期刊：Annals of Vascular Surgery（online：3月3日）
論文題目：In vivo hemostatic capability of a novel Tetra-PEG hydrogel
DOI：doi.org/10.1016/j.avsg.2022.01.016
原文：《科學新聞》
翻譯編輯：JST客觀日本編輯部
