名古屋大学は2020年10月5日、ユニチカと共同で、血液適合性ポリマーの高靱性化と3Dプリンターによる加工に成功したと発表した。
ポリマー材料は、血液や人体に直接接触する生体適合性材料として医療機器やインプラント材料などで実用化されている。生体適合性材料としての利用可否を左右する重要な特性として血液適合性がある。優れた血液適合性を有するポリマーとして、Poly（2-methoxyethyl acrylate）（PMEA）が知られており、ECMO（体外式膜型人工肺）などをはじめとする血液と接触する医療機器に広く利用されている。しかしPMEAは、体温以上の環境下では粘着質で水あめのような性状であるために、自立可能な成型体を作製するのが難しい。そのため主にコーティング剤としての用途に限られていた。
今回の研究は、以前の同研究グループによる、細胞を支える役割の組織である細胞外マトリックスのひとつである、角膜の構造をヒントにした高靱性複合エラストマーの成果を基にしたものだ。
粘着質なPMEAに硬い球状シリカの微粒子（直径約100nm）を高濃度で分散させることでPMEAの力学物性を改善。高靱性なPMEA－シリカ複合エラストマーを調整した。同複合エラストマーの破断応力と破断ひずみはシリカを充填する量に比例して向上。破壊エネルギーはシリカ未充填時に対して15倍に向上した。また、血小板粘着性試験の結果、同複合エラストマーの粘着数はPMEAと同等の値であり、PETよりも付着抑制に優れている。
さらに、同複合エラストマーは光造形（SLA）式3Dプリンターを使用して複雑な形状に造形することができる。比較的安価な機種も存在する3Dプリンターを利用することで、高価な製造装置を使用しなくても、安全で素早く同複合エラストマーの成形体を得ることができる。
（左）さまざまなシリカ含有量の複合エラストマーの血小板粘着性試験結果 （右）光造形（SLA）式3Dプリンターで作製した複合エラストマーの各種造形物
現在普及している人工血管には、主にPETやフッ素系ポリマーが使用されているが、直径が5～6mm未満では血栓による閉塞が避けられないために、それより大きな直径の製品に限られている。当研究によるPMEA－シリカ複合エラストマーが、従来より小さい直径の人工血管に利用することができれば、新たな治療方法の確立が期待できるという。実用化に向けては、さらに詳しい血液適合性の評価などの詳細な検討が必要になる。
