高血圧は米国における心血管疾患の主要な原因の一つであり、成人のほぼ半数が罹患している。これらの患者のうち約1割は治療抵抗性高血圧症を患っており、これは治療が非常に困難な状態である。
最近、学術誌「Device」に掲載された研究論文で、ペンシルベニア州立大学の研究者らは、3Dプリンティング技術を用いて作製した「CaroFlex」と呼ばれるデバイスを開発したと報告した。このデバイスは、柔軟な電子部品と、縫合を必要とせずに生体組織に直接接着できる導電性ハイドロゲル層を組み合わせたものである。初期の動物実験では、このデバイスは血圧を低下させ、従来のインプラントでよく見られる炎症や組織損傷を大幅に軽減することが示された。
研究チームによると、CaroFlexは、天然の生体組織に非常に近い柔軟性を持つ導電性ハイドロゲル素材でできている。また、このデバイスは特殊な接着性ハイドロゲルでコーティングされており、外科的な縫合を必要とせずに動脈壁に直接接着することができる。
工学・力学部門の助教授であり、この研究の筆頭著者であるタオ・ジョウ氏は、従来のインプラントは縫合糸で固定されることが多く、時間の経過とともに周囲の組織を損傷する可能性があると述べた。
一方、CaroFlexは、神経信号を介して血圧を調節する身体の自然な圧反射システムに働きかけることで機能します。この装置は、血圧を感知する多数の神経終末が存在する頸動脈洞付近に設置されます。頸動脈洞にある受容体は、心拍数と血管の弾力性を調節するために、脳に継続的に信号を送っています。CaroFlex装置は、低周波の電気パルスによってこれらの受容体を刺激し、血圧上昇に対する身体の反応を調節します。
タオ・ジョウ氏によると、現在多くの患者が3～5種類の薬を併用しているにもかかわらず、高血圧が改善しないという。こうした症例において、CaroFlexのような生体電子療法は、薬物療法に抵抗性を示す患者にとって、有望な補助療法となる可能性がある。
動物実験に先立ち、研究チームは実験室でCaroFlexデバイスの機械的強度と電気伝導率を評価した。試験結果によると、ハイドロゲル構造は破断する前に元のサイズの2倍まで伸ばすことができ、接着層は6ヶ月間の保管後も安定した性能を維持した。
CaroFlexを実験用マウスに移植したところ、血圧を下げる効果が顕著に認められた。試験した5つの電気刺激モードのうち、4つのモードで平均血圧が15%以上低下した。移植後2週間経過しても、周囲の組織には炎症や顕著な免疫反応の兆候はほとんど見られなかった。
研究者たちは現在、CaroFlexの最適化を継続しており、その後、より大型の動物を用いた装置の試験、そして将来的にはヒトを対象とした臨床試験へと移行する予定である。
出典: https://khoahocdoisong.vn/thiet-bi-in-3d-giup-ha-huyet-ap-hieu-qua-tu-my-post2149100687.html
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