Enzyme-powered patch for wound healing

点击翻译按钮获取中文摘要

本申請では，バイオ燃料電池の仕組みと柔らかいハイドロゲル表面への電極印刷技術とを組み合わせてヒトと馴染む通電式治療シートを実現し，電気仕掛けで創傷治療をおこなう“電気絆創膏”を創出するチャレンジを試みる．新規デバイスの研究計画は，平成28年度において，各素子の基本性能を向上させ(ハイドロゲル表面上に印刷された導電性高分子配線の電気伝導度および貼るタイプの酵素フィルムのバイオ発電性能)，平成29年度には，各素子を有機的に統合させた電気治療デバイスの開発およびその基礎評価をおこなう予定である.電気治療デバイスの設計においては，皮膚への通電を日本工業規格が定めた上限(10 mA)以下とし，かつ，皮膚の炎症を引き起こさない電流密度(0.5 mA/cm2)を用いる医療機器特有の規格を設ける予定である．最終年度は，実際のマウスに傷を作製し，電気絆創膏によって傷の治りが促進されるかどうかを評価した．比較対象として，単なる絆創膏(電流印加なし)を七日間貼り付けた際の傷の治り具合と比較した．デバイスの動作原理はいたってシンプルである．傷口に本シートを貼ると，傷口の血液がゲルに浸透し，酵素電極上で血糖を燃料として酸化還元反応が開始され，生じたイオン電流により皮膚の細胞遊走を誘発することで傷の完治を促進させる．従来の化学電池などを利用した電気治療と比して，バイオ電池のメリットは，電極反応に伴う金属イオンの生成がないこと，またグルコースなどの血糖成分をそのまま利用し，低電圧でイオン流を生成できることにある．実験結果では，バイオ電流(約0.4 mA)を印加することで，傷の幅や深さが減る，つまりは治りが早くなることが分かった．バイオ発電をしながら傷を治す試みはこれまでになく，新たな治療デバイスとしての期待が持てる．