Research Abstract


Fast-forming hydrogel with ultralow polymeric content as an artificial vitreous body

2017年3月9日 Nature Biomedical Engineering 1 : 44 doi: 10.1038/s41551-017-0044


体内に埋植したハイドロゲルの分解による膨潤は、周辺組織に重度の有害反応を引き起こす場合がある。今回我々は、膨潤圧がきわめて低い新たな種類のハイドロゲルを開発し、それが人工硝子体として使用可能であることを確認した。このハイドロゲルは、高分子成分が極低濃度(4.0 g l-1)で、細胞毒性が低く、ポリエチレングリコールの四腕プレポリマーの高度に分岐した高分子の集合体が架橋することによってin situで10分以内に作製される。このハイドロゲルは、ウサギの眼の中に注入してゲル化させると、有害作用を起こすことなく1年以上にわたって人工硝子体として機能し、網膜剥離の治療に有効であることが確認された。このような特性により、このハイドロゲルは、さまざまな医用用途の充填用生体材料として有望な候補となる。

Kaori Hayashi, Fumiki Okamoto, Sujin Hoshi, Takuya Katashima, Denise C. Zujur, Xiang Li, Mitsuhiro Shibayama, Elliot P. Gilbert, Ung-il Chung, Shinsuke Ohba, Tetsuro Oshika & Takamasa Sakai

Corresponding Authors

酒井 崇匡
東京大学 大学院工学系研究科バイオエンジニアリング専攻

岡本 史樹

Degradation-induced swelling in implanted hydrogels can cause severe adverse reactions in surrounding tissues. Here, we report a new class of hydrogel with extremely low swelling pressure, and demonstrate its use as an artificial vitreous body. The hydrogel has ultralow polymer content (4.0 g l−1), low cytotoxicity, and forms in situ in 10 minutes via the crosslinking of clusters of highly branched polymers of tetra-armed poly(ethylene glycol) prepolymers. After injection and gelation in the eyes of rabbits, the hydrogel functioned as an artificial vitreous body for over a year without adverse effects, and proved effective for the treatment of retinal detachment. The properties of the hydrogel make it a promising candidate as an infill biomaterial for a range of biomedical applications.