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生体工学

ナメクジ・パワーで内臓の出血を止める

2017年9月6日(水)17時00分
ハナ・オズボーン

ある種のナメクジは危険を感じると粘液を分泌してその場にぴたっとくっつく Joel Sartore-National Geographic/GETTY IMAGES

<ナメクジの粘液の強い粘着力をヒントに、ぬれた表面でもぴたっとくっつく「次世代型」の医療用接着剤を開発>

内臓の止血は一刻を争うもの。しかし表面がぬれているため、医療用接着剤で傷口を塞ぐのはなかなか難しい。そんな壁を打ち破る意外な「救世主」が現れた。ナメクジだ。

ナメクジの分泌する粘液をヒントに開発された新しい接着剤は、表面がぬれていても大丈夫。手術後の傷口などを素早く塞げる安全な接着剤だ。

ヒントになったのは、ダスキー・アリオン(学名アリオン・スブフスクス)というナメクジ。驚異的な粘着力を持つ粘液を分泌して、今いる場所にぴたっとくっつくという得意技を持つ。捕食者がその体を食べようとしてもまず剝ぎ取れない。

その粘着力の秘密を解き明かす研究は以前から行われており、粘液の構造が明らかになっていた。ハーバード大学ウィス研究所のジャンユ・リーらはこの知見を基に、同じ構造を持つ素材の合成に成功した。

科学誌サイエンスに掲載された論文によると、リーらはさまざまな動物の皮膚、軟骨、心臓、動脈、肝臓などでこの素材の接着力を試し、既存の医療用接着剤よりも優れた特長を持つことを確かめた。

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ダスキー・アリオンの粘液の特徴は、強固な構造の中に正電荷を持つタンパク質が埋め込まれていること。リーらはこれを模倣した2層のヒドロゲル(液体成分が水のゲル)を合成。正電荷を帯びた表面がゲルの特殊な構造と相まって強い粘着力を発揮する。

「われわれが開発した接着剤は、力がかかっても構造全体に分散されるため、柔軟に変形してなかなか剝がれない」と、リーは説明する。この接着剤で結合した組織を剝がすには、既存の医療用接着剤と比べ3倍の力が必要だという。

実験ではぬれた状態でも乾いた状態でも豚の組織を接着でき、ラットの体内で2週間安定した状態を維持。豚の心臓の穴を塞いで心臓を膨らませたり縮ませたりしても剝がれなかった。さらにマウスの肝臓の止血にも使え、組織の損傷は起きなかった。

リーらは、このゲルが医療現場における「次世代型」接着剤になると期待している。「生分解性の素材で作れば、役目を果たした後は自然に分解する」と、論文の共同執筆者アダム・セリズは指摘する。

しかも、用途は医療に限らない。「柔らかいロボットとこの技術を組み合わせれば、くっつくロボットも開発できる」とセリズは言う。

キュートなナメクジ・ロボットの登場も夢ではなさそうだ。

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[2017年9月 5日号掲載]

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