組織工学と組織治癒には共通の合併症があります。それは、再建された皮膚全体に新しい血管を作るのが難しい一方で、皮膚の生着を維持するためには血管系が不可欠であるということです。これは特に重度の火傷の患者にとって大きな問題です。ジョンズ・ホプキンス大学の研究者によると、新たにカスタマイズされた糖ゲル状物質が、皮膚とそれに関連する血管の再生に驚くべき効果を発揮する可能性があるとのことです。
この方法では、特別に設計された水性ポリマーであるハイドロゲルを使用します。このハイドロゲルは主に水でできており、デキストラン（糖の一種）とポリエチレングリコール（不凍液から下剤まであらゆるものに含まれる一般的な物質）が溶解しています。
ハイドロゲルが人工皮膚の作成に使用された例はこれまでにもありました。昨年の冬、ライス大学の研究者たちは、ヒト成長因子と血小板を添加したPEGハイドロゲルを用いて人工血管の成長を促しました。しかし、今回の新しいハイドロゲルが興味深いのは、研究者たちが成長因子やその他の物質を一切添加していない点です。このハイドロゲルの物理的構造により、添加は不要になったようです。研究者たちは、この現象がどのように起こったのかさえ解明できていません。
化学・生体分子工学助教授のシャロン・ゲレヒト氏とポスドクの孫国明氏は、このハイドロゲルを重度の火傷の創傷被覆材として用いることを試みた。今週発行の米国科学アカデミー紀要（Proceedings of the National Academy of Sciences）に掲載された論文によると、人工皮膚被覆材は他の創傷被覆材よりも感染に対する保護効果が高く、治癒を促進するという。
マウスを用いた研究では、研究者らは熱傷の創傷中心部からひどく熱傷した皮膚を切除し、この開口部をハイドロゲルで覆った。対照群として、一部の創傷には、現在ホプキンス熱傷センターで人間の熱傷患者の治療に使用されている牛コラーゲン由来の材料を塗布した。他の創傷にはハイドロゲルのみを塗布した。
研究者によると、3週間後、ハイドロゲルは対照群よりもさらに優れた効果を発揮したという。これは驚きだったため、研究チームは補足研究を行い、ハイドロゲルがなぜこれほど容易に分解するのか、そして動物の体がどのようにしてそれを利用して新しい真皮組織を生成できたのかを解明した。その結果、好中球とマクロファージが関与する体内の自然な炎症反応が、ハイドロゲル内に容易に蓄積することが判明した。ハイドロゲルの物理的構造がそれらの細胞を容易に侵入させ、ハイドロゲルの分解を促進し、血管がそれを充填できるようにしたのだ。ゲレヒト氏はまた、ハイドロゲルが骨髄幹細胞を動員する可能性があると考えている。骨髄幹細胞は、自然に皮膚細胞や血管細胞へと分化するように誘導される。
これは良いニュースである、なぜならこのプロセスが早く起これば、傷跡が残る可能性が低くなるからだとゲレヒト氏はホプキンス大学のニュースリリースで述べた。
「私たちの研究は、成長因子やサイトカインを添加せずに、デキストランハイドロゲル単独で急速な血管成長と完全な皮膚再生を促進することを明確に実証しており、臨床応用において皮膚の傷の優れた治療のための独自のデバイスとして機能する大きな可能性を秘めている」と研究者らは記している。
サイエンスデイリー
