動くことで治癒を促進させる電気縫合糸 / Credit:Canva,ナゾロジー編集
ドラマや映画では、手術や応急処置を終えたばかりの登場人物に対して、「動くと傷口が開くぞ」なんて言葉が投げかけられるものです。
現実でも、縫合が伴うような手術後は、傷口が開かないよう安静にしていなければなりません。
しかし、入院するほどではない手術の場合、術後に日常生活に伴う動作をしているだけで傷の治りが遅くなるのではかなり不便です。
そこで、中国の東華大学（Donghua University）に所属するホンズィ・ワン氏ら研究チームは、患者の動きを利用して患部に電気刺激を与え、逆に治癒を早める電気縫合糸を開発しました。
「動くな！傷口が開くぞ！」の逆を行くこの新しい縫合糸は、動物を用いた実験で傷の治癒スピードを50％も加速させました。
研究の詳細は、2024年10月8日付の学術誌『Nature Communications』に掲載されました。
目次
患部の動きに応じて電気刺激を与える「電気縫合糸」電気縫合糸は傷の治癒スピードを50％も加速させる
患部の動きに応じて電気刺激を与える「電気縫合糸」
治癒を早めたり感染を防いだりする「縫合」/ Credit:Canva
縫合とは特別な針と糸を用いて切り傷をふさぐ治療法であり、これによって傷が治るまでの痛みを和らげ、治癒を促進したり、感染を防いだりします。
しかし、縫合してすぐは、傷口が完全には塞がっておらず、患者の無茶な動きによって再び開いてしまうこともあります。
だからこそ縫合の後は、しばらく安静にするよう求められます。
とはいえ、どんな患者でも、体を完全に動かさないことは難しいでしょう。
日常的な動作は避けられず、それによって縫合がもたらす良い効果が低減する場合があるのです。
このような課題に目を向けたワン氏ら研究チームは、「患者が動く」ことをあえて利用した新しい電気縫合糸を開発しました。
この電気縫合糸の技術の根底にあるのは、「電気刺激によって傷の治癒が促進される」という事実です。
例えば、マンチェスター大学（University of Manchester）の2015年の研究でも、電気刺激によって新しい血管の形成が促進され、皮膚の傷の治癒が早まると報告されています。
この効果を縫合糸に組み込むなら、傷の治癒を早める縫合糸を生み出すことができるはずです。
動きで電気刺激を生み出す「電気縫合糸」 / Credit: Hongzhi Wang（Donghua University）et al., Nature Communications（2024）
そこでワン氏ら研究チームは、複数の層から作られた電気縫合糸を開発しました。
縫合部分の組織が動くと、この縫合糸の中間層と外層が擦れるようになっており、この動きが電荷を発生させるのです。
そのため患者が動く度に、縫合糸の周辺の組織に対して電気刺激が与えられ、治癒を促進してくれます。
しかもこの電気縫合糸は、生分解性ポリマーとマグネシウムでつくられており、医師は抜糸する必要がありません。
では、この新しい電気縫合糸は、傷口の治癒をどれほど早めてくれるのでしょうか。
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電気縫合糸は傷の治癒スピードを50％も加速させる
新しく開発された電気縫合糸は、実験では2.3ボルトの電気を発生させることができました。
そして、この治癒効果を確かめるために、研究室で培養したマウス細胞を利用しました。
電気刺激が線維芽細胞の移動を加速させ、治癒を促進 / Credit: Hongzhi Wang（Donghua University）et al., Nature Communications（2024）
その結果、表面積の69％を占めていた傷は、電気縫合糸によって、24時間後には僅か10.8%にまで縮小しました。
一方で、従来の縫合糸を用いたケースでは、傷は24時間後に32.6%までしか縮小していませんでした。
電気縫合糸を使用することで、治癒が50％も早まったのです。
ここまで治癒が早まったのは、電気刺激によって「線維芽細胞（せんいがさいぼう）」の働きが活性化されたからだと分かりました。
線維芽細胞とは、皮膚の真皮層にある細胞であり、傷ついた組織に移動して大量のコラーゲンを作り、傷の修復を助ける役割があります。
そしてこの線維芽細胞の移動が、電気刺激を受けることで速くなり、結果として治癒が促進されたのです。
次に研究チームは、ラットを用いた動物実験を行いましたが、ここでも電気縫合糸は良い成果を収めました。
動物実験にて、ラットの治癒を促進させることに成功 / Credit: Hongzhi Wang（Donghua University）et al., Nature Communications（2024）
電気縫合糸を使用した場合、ラットの傷口が10日で96.5%塞がったのに対し、従来の縫合糸は、60.4％しか塞がらなかったのです。
加えて、ラットの傷口の感染の程度も確認したところ、毎日傷口を消毒しなくても、電気縫合を受けたラットは、従来の縫合を受けたラットよりも、細菌数を低く抑えることができていました。
これはつまり、電気縫合糸を使用することで、手術後の感染症にかかる確率を低減できることを示しています。
もちろん、現段階ではこの新しい電気縫合糸が、人間に対してどの程度の効果を発揮するのか分かりません。
それでも今後の研究で効果や安全性が示されるなら、患者を助けるための強力な選択肢が誕生することになります。
さすがに「動け！傷口が閉じるぞ！」とは言えませんが、ちょっとくらい動いても安心な時代が近づいているのです。
参考文献
Smart stitches generate electricity on movement for faster healing
https://newatlas.com/medical-devices/smart-stitches-generate-electricity-faster-healing/
Stitches with internally produced electric charge found to speed up wound healing in rats
https://medicalxpress.com/news/2024-10-internally-electric-wound-rats.html
元論文
A bioabsorbable mechanoelectric fiber as electrical stimulation suture
https://doi.org/10.1038/s41467-024-52354-x
ライター
大倉康弘: 得意なジャンルはテクノロジー系。機械構造・生物構造・社会構造など構造を把握するのが好き。科学的で不思議なおもちゃにも目がない。趣味は読書で、読み始めたら朝になってるタイプ。
編集者
ナゾロジー 編集部
