外科手术中控制出血非常重要。轻微的出血可以通过自然凝血来止血，但较粗的静脉和动脉出血需要结合止血剂进行按压止血。然而，现有的止血剂存在止血所需时间较长，以及可能传播来自人体血液成分的传染病等课题，对医生和患者都是负担。
图1：合成水凝胶的构造及接触血液时瞬间凝固的原理（供图：东京大学医学部附属医院）
东京大学医学部附属医院血管外科的临床医生大片慎也和副教授保科克行，与该校研究生院工学系研究科生物工程学专业的镰田宏幸特任研究员（主任研究员）和酒井崇匡教授等人组成的研究团队，重新设计了与体液接触后迅速自凝的合成水凝胶。相关成果已发布在Annals of Vascular Surgery的网络版上。
这种合成水凝胶最初为液体，但会随着主要成分四支化聚乙二醇（PEG）逐渐发生反应而凝固。这种反应的特点是，在弱酸性环境下反应会受到限制，在中性条件下反应速度非常快。因此，弱酸性合成水凝胶与血液等体液接触后，体液的缓冲作用会瞬间中和合成水凝胶，所以能立即与体液一起凝固。
研究团队使用此次开发的合成水凝胶与添加了抗凝剂的大鼠血液接触，确认血液能够瞬间凝固。接下来，研究团队将合成水凝胶浸入PEG海绵中为大鼠的下腔静脉大出血模型止血，1分钟后对其止血性能进行评估，结果显示，PEG浓度达到一定水平以上时可以获得稳定的止血效果。另一方面，在相同的时间内，作为对比的按压止血和现有止血剂则均未能达到止血效果。另外，止血1周后再次开腹，对使用合成水凝胶的部位进行了组织学评估，发现合成水凝胶仅发生了比现有止血剂要轻微的炎症反应。
图2：利用合成水凝胶为大鼠下腔静脉止血（供图：东京大学医学部附属医院）
此次开发的新型合成水凝胶能以独立于身体凝血反应的作用机理凝血。因此，有望开发出因疾病或使用抗凝剂而导致血液难以凝固的患者也能快速止血的局部止血材料。另外，不仅是血液，作为防止脊髓液等多种体液泄露的材料，这种合成水凝胶也备受期待。此外，由于是合成材料，还可以排除混入未知病毒的风险，有助于减轻医患双方的精神负担。
【论文信息】
发表期刊：Annals of Vascular Surgery（online：3月3日）
论文题目：In vivo hemostatic capability of a novel Tetra-PEG hydrogel
DOI：doi.org/10.1016/j.avsg.2022.01.016
原文：《科学新闻》
翻译编辑：JST客观日本编辑部
