血液は、生命維持に不可欠な体内の通路であり、外傷以外のあらゆる状況において、できるだけスムーズに流れようとする強い衝動を持っています。切り傷や大出血を伴う外傷があると、血小板が開口部に殺到します。これは、ほんの少し前まで自由に流れていた血液の流れを遮断しようとする、体の必死の反応です。この切り替えには時間がかかり、血小板は優れた機能を持つものの、外傷現場や戦場では、補助なしでは十分な速さで機能しない可能性があります。そこで、テキサスA&M大学、ハーバード大学、MITの科学者チームが、合成ナノ血小板を用いて出血を止める注射用ゲルを開発しました。
ACS Nano誌に掲載されたこのゲルは、直径20～30ナノメートル、厚さわずか約1ナノメートルの特殊合成血小板を内包している。この薄い形状により、血小板は実質的に2次元的である。これらの合成ナノ血小板の縁は正に帯電し、上面と下面は負に帯電している。この縁は、互いに逆電荷を帯びた他のナノ血小板の縁と下面を引きつけ、出血源に注入すると、ナノスケールの鱗片層、つまり世界最小の盾の指節を形成する。
凝固補助剤の製造におけるもう一つの課題は、傷口のみを塞ぎ、それ以外のものは何も残さないことを確実にすることです。そして、不要になった後は体内で排出されます。この生分解性ゲルは、合成血小板を傷口に塗布し、体自身の治癒因子と相互作用しながら血小板の構造を形成させ、その後、安全にその場所に留まります。ハイドロゲルと血小板の混合物は、血液の自然な凝固能力と比較して、凝固時間を最大77%短縮しました。動物実験では、このゲルを投与されたすべての被験者が、古い傷口からの出血を起こさずに28日間生存しました。さらに、このゲルは完全に生分解性であるため、その役割を終えると傷口に吸収され、除去のための手術の必要がなくなります。
この研究の筆頭著者であるバイオメディカルエンジニアのアキレス・ガハルワール氏は、兵士がこの材料をあらかじめ充填した注射器に入れて戦場に持ち込み、負傷後に助けが見つからない状況で血液凝固術を行い、命を救うことができるようになることを構想していると述べています。しかし、それはどれくらいの時間がかかるのでしょうか？「おそらく今後5～7年以内に、このハイドロゲルを充填した注射器が救急箱に入っているのを目にすることになるでしょう」とガハルワール氏はポピュラーサイエンス誌に語っています。「院外の緊急事態だけでなく、この技術は手術室でも活用できると考えています。」
こうした結果を期待しているのはガハルワール氏だけではない。米陸軍研究局もこの研究を支援しており、彼らが戦場で即効性のある凝固剤を欲する理由は容易に理解できる。
「このハイドロゲルに期待しているのは、軽くて洗い流されてしまうフォーム材を試したことはありますが、ハイドロゲルは非常に密度が高いということです」と、元陸軍特殊作戦衛生兵のジョン・スタインボー氏はポピュラーサイエンス誌に語った。「この技術について私が理解しているのは、ゲルが創傷腔内で十分に密度が高いため、血液の圧力で洗い流されることはないということです。ゲルが傷口に深く入り込み、創傷腔にフィットするはずです。非常に有望な技術だと思います。」
スタインバウは軍隊にいた頃から、戦場での傷の出血を止めるために設計されたスポンジを詰めた特殊な注射器「XStat」の開発に携わってきた。しかし、スタインバウがこのジェルについて最も懸念しているのは、アフガニスタンの山岳地帯の戦場のような寒冷環境での有効性だ。「傷の手当てをしている時に外の気温が摂氏15度だとしたら、ジェルの効果はどうなるだろうか？ジェルがブロック状に凍結してしまい、体内に注入できなくなるのではないか？これはマイナスだ。氷点下で使えないのは、さらにマイナスだ。」
しかし、障害が存在するからといって、乗り越えられないというわけではありません。スタインボー氏はこう結論づけました。「これらの障害はすべて、彼らがすでに考えており、解決していくものだと思います。」
ジョー・ランドリーナ氏も、傷口の治療に用いるジェルの開発経験を持っています。彼の会社Sunerisは、傷口に塗布して止血するジェル「VetiGel」を製造しています。VetiGelは、ナノ血小板の代わりに、患部にメッシュを形成します。ランドリーナ氏は以下のように説明しています。
このハイドロゲルの将来はどうなるのでしょうか？「このハイドロゲル開発の次のステップは、それを『生体活性』にすることです」とガハルワール氏は言います。
「この論文から判断すると、まだ非常に初期段階にあると言えるでしょう」と、ランドリーナ氏はこの新しいハイドロゲルについて問われた際に述べた。「止血業界では、ラットに効果があったものが、スケールアップすると必ずしもうまくいくとは限らないことが分かっています。とはいえ、私たちが研究しているのはゲルなので、ゲル、あるいは傷口にフィットする技術、それがゲルであれ他の方法であれ、それが理想的な止血剤だと確信しています。」
ですから、将来、戦闘医が戦傷の回復に奔走するとき、彼らは単に状況を救う方法を探すのではなく、救済策を探すことになるでしょう。
