東京大学大学院工学研究科の酒井崇匡准教授を中心とする国際研究グループは、ウサギの目の中に液状のまま注入でき、数分間のうちにゲル状に固まって、硝子体(眼の中のゼリー状の物質)に置き換わる弾性ゲルを新たに開発した。眼球手術の技術に新たな道を切り開く可能性が期待される。

 網膜剝離をはじめとするさまざまな網膜の病気は、硝子体(網膜と水晶体の間を埋めているゲル状の物質)を置き換えるための手術を必要とする。硝子体に代わる物質として、これまではガスやシリコンオイルが用いられてきたが、水とうまく混ざらず長期間の使用には適さない。
ハイドロゲルは生体軟組織と似たような物質から構成されているうえにほとんど水でできているため有望な材料だが、従来のハイドロゲルは、年月が経つと水を吸収して膨らみ始め、周辺の組織に刺激や圧力をかけ損傷する危険性があった。
これまで、ハイドロゲルに含まれる高分子の量を抑えることにより膨張を防げることはわかっていたが、高分子の濃度を下げ過ぎてしまうとゲルが固まるのに何時間もかかるため、実際の手術で用いることは困難であった。

 今回、研究グループは、高分子の濃度を低く抑えたうえに、液状のままでウサギの眼の中に注入することができ、かつ注入後10分以内にゲル化して硝子体に置き換え可能なハイドロゲルを開発。反応を二段階に分けることでゲル化を加速させることに成功した。

 この新たなハイドロゲルをウサギに注入したところ、食塩水を注入した場合と比べて、ハイドロゲルが膨らんで周辺の組織に与える圧力に顕著な差は見られなかった。また、ハイドロゲルを注入したウサギでは注入後410日が経っても副作用が見られなかった。
このことから、今回開発されたハイドロゲルは生体に拒絶されず安全であることが示唆される。さらに、別の実験では、網膜剝離を患っていたウサギに今回開発したハイドロゲルを用いて治療したところ、回復することが確認された。

 今後は、人間の生体内で効果や安全性を検証したうえで、網膜疾患を含む眼科系疾患の治療のほか、将来的に、癒着防止剤、止血剤、再生医療用足場材料等への応用も期待される。

発表論文情報:【Nature Biomedical Engineering】Fast-forming hydrogel with ultralow polymeric content as an artificial vitreous body(英文)

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