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外科用縫合糸
外科用縫合糸は傷を閉じるのに不可欠であり、組織接着剤よりも大きな力を加えることができ、自然治癒プロセスを促進します。分解性および非分解性のプラスチック、生物由来のタンパク質、金属など、この目的に採用されている外科用縫合糸の材料は数多くありますが、それらの性能は剛性によって制限されてきました。従来の縫合糸の素材は、術後の合併症の中でも特に、不快感、炎症、治癒障害を引き起こす可能性があります。
この問題を解決するために、モントリオールの研究者らは、人間の腱にヒントを得た革新的なタフゲルシース（TG​​S）外科用縫合糸を開発しました。
これらの次世代縫合糸には、軟結合組織の構造を模倣した、滑りやすいが丈夫なゲルの包みが含まれています。タフゲルシース（TG​​S）外科用縫合糸をテストしたところ、研究者らは、ほぼ摩擦のないゲル表面により、従来の縫合糸によって通常引き起こされる損傷が軽減されることを発見しました。
従来の外科用縫合糸は何世紀にもわたって使用されており、治癒プロセスが完了するまで傷をつなぎ合わせるために使用されてきました。しかし、それらは組織修復には理想的とは程遠いです。粗い繊維はすでに脆弱な組織を切り裂いて損傷し、不快感や術後の合併症を引き起こす可能性があります。
研究者らによると、従来の縫合糸の問題の一部は、人間の軟組織と、接触する組織に擦れる縫合糸の剛性との間の不一致にあるという。マギル大学と INRS エネルジー マテリオ テレコミュニケーション研究センターのチームは、腱の仕組みを模倣する新しい技術を開発することで、この問題に取り組みました。
人間の腱からインスピレーションを得て
この問題に取り組むために、チームは腱の仕組みを模倣する新しい技術を開発しました。「私たちのデザインは人体の内テノン鞘からインスピレーションを受けており、二重ネットワーク構造により丈夫で強力です。
それはコラーゲン線維を結合し、そのエラスチンネットワークがコラーゲン線維を強化します」と、筆頭著者であり、マギル大学の助教授 Jianyu Li の監督下にある博士課程の学生である Zhenwei Ma 氏は述べています。
内テノン鞘は、周囲の組織との摩擦を減らすために滑りやすい表面を形成し、細胞や血管、物質輸送、腱修復など、腱損傷時の組織修復のための物質も送達します。
研究者らによると、タフゲルシース（TG​​S）外科用縫合糸は、患者のニーズに基づいて個別化された医療を提供できるように設計できるという。
次世代縫合糸材料
マギル大学の縫合糸には、このシースを模倣したゲル封筒の中に一般的な市販の編組縫合糸が含まれています。タフ ゲル シース (TGS) 外科用縫合糸は、長さ 15 cm まで製造でき、長期保存のために凍結乾燥できます。
最初にブタの皮膚、次にラットのモデルを使用して、研究者らは標準的な外科用の縫合や結び目に使用でき、感染を引き起こすことなく傷を閉じるのに効果的であることを実証しました。
タフゲルシース (TGS) 外科用縫合糸は、内テノンシースと同様に、個別の創傷治療を提供するように設計することもできます。
個別の創傷治療
研究者らは、抗菌化合物、pH感知微粒子、薬剤、感染症対策、創床モニタリング、薬物送達、バイオイメージング用途のための蛍光ナノ粒子を縫合糸に充填することで、この原理を実証した。
「このテクノロジーは、高度な創傷管理のための多用途ツールを提供します。薬剤の投与、感染症の予防、さらには近赤外線画像による創傷の監視にも使用できると考えています」と機械工学部のリー氏は語ります。
「創傷を局所的に監視し、治癒を促進するために治療戦略を調整できることは、研究すべき興味深い方向性です」と、生体材料および筋骨格系健康分野のカナダ研究委員長でもあるリー氏は述べています。
主な参考文献:
1. マギル大学
2. 生体からインスピレーションを得たタフなゲルシースにより、堅牢かつ多用途の表面機能を実現します。マ・ジェンウェイらアル。科学の進歩、2021年。7 (15): eabc3012 DOI: 10.1126/sciadv.abc3012