九大ら,ECMOの抗血栓性メカニズムを解明

九州大学と東京大学は,新型コロナウィルス感染症の治療に利用されている体外式膜型人工肺(extracorporeal membrane oxygenation:ECMO)の回路内壁コーティングにも使用されている,ポリ(2-メトキシエチルアクリレート:PMEA)の抗血栓性が発現するメカニズムの解明に成功した(ニュースリリース)。

新型コロナウィルス感染症が世界的な問題となっている近年,ECMOを用いた治療が重症患者の命を繋ぐ砦として利用されている。

しかし,ECMOの利用には血液循環に伴う回路内部での血栓形成が原因で長期間にわたる使用が不可能という制限があり,これが医療スタッフの不足という深刻な問題の原因の1つとなっている。この問題を解決するために,長期間の使用に耐えうるような,優れた抗血栓性を有する材料の開発が求められていた。

PMEAと血液成分との界面には特殊な構造の水がバリア層として存在していることが予想されており,研究では高輝度放射光施設SPring-8での軟X線を中心とした精密な電子状態の解析を行なった。

その結果,バリア層の形成に先立って,PMEAと水の相互作用によって界面にナノメートルサイズのミクロ相分離構造が形成し,その相分離構造の特定の部位に吸着したわずかな量の水分子が足場となり,その後のバリア層の成長が起こることを解明した。

この発見は既製品を超える性能を持つ新たな抗血栓性材料を創製するための設計指針を与えるもので,新型コロナウィルス対策のみでなく,今後の超高齢社会を支える医療技術の躍進のためにも極めて重要な研究成果であるという。研究グループは,今後幅広い展開が期待されるとしている。

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