Development of a self-supporting ultrathin polymer film (nanosheet) for preventing postoperative suture failure and adhesion

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K08979
• Research Institution: Mie University
• Principal Investigator: 横田 一樹 三重大学, 医学系研究科, リサーチアソシエイト (60721090)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 内田 広夫 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (40275699) ; 檜 顕成 名古屋大学, 医学系研究科, 特任教授 (90383257) ; 城田 千代栄 名古屋大学, 医学部附属病院, 講師 (20378194) ; 武岡 真司 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20222094) ; 藤枝 俊宣 東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (70538735)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: キトサン / エアロゲル / 補強材 / 腸管吻合 / 縫合不全

Outline of Annual Research Achievements

令和3年度までの研究では、高い腸管内圧に耐えうる接着性と強度を有するキトサンエアロゲルを作製することに成功した。さらに、キトサンエアロゲル調製法に改良を加えることで毒性を低減させ、動物実験で生体安定性と生体適合性に優れていることを示した。令和4年度は、担当者の変更に伴い、新担当者が前担当者と同等のキトサンエアロゲルが調製できるかについてまず検討した。キトサンの酸化開裂を行い、前担当者と同等のアルデヒド化率を有するジアルデヒド化キトサン（DACS）が得られた。さらに、キトサン・DACS混合溶液を調製し、一方向凍結乾燥法により前担当者と同様の密度を有するキトサンエアロゲルが得られた。
続いて、新担当者が作製したキトサンエアロゲルをブタ小腸に貼付して、in vitro物性評価試験を実施した。具体的には、Tack Separation test、引張試験、吸水試験、耐圧性試験を実施したところ、前担当者が作製したサンプルと同等の接着力、柔軟性、吸水率、耐圧性を有しており、再現性が確認された。
さらに、ISO-10993の規定に則ったWST-1 assayによる細胞毒性試験を実施した。結果、作製したキトサンエアロゲルに細胞毒性は認められなかった。
最後に、ラット無傷小腸にキトサンエアロゲルを貼付して生体適合性について評価した。その結果、全てのラットが貼付後14日間生存し続け、貼付部位に目立った損傷が確認されなかったことから、作製したキトサンエアロゲルは小腸に対して高い生体適合性を持つことが明らかとなった。しかしながら、キトサンエアロゲルは14日間小腸の貼付部に安定に留まっておらず途中で剥がれることが明らかとなり、蠕動運動によるずり応力に対する貼付安定性の課題が浮き彫りとなった。現在、改良型エアロゲルについて評価を行っている。