生物医学とは？ わかりやすく解説

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/05/13 07:36 UTC 版)

「生体高分子」の記事における「生物医学」の解説

生物医学工学の主な目的の一つは、正常な身体機能を維持するために身体の一部を模倣することであり、生体高分子はその生体適合性の特性から、組織工学、医療機器、製薬業界で幅広く使用されている。多くの生体高分子は、その機械的特性により、再生医療、組織工学、ドラッグデリバリー、そして医療用途の全般で使用することができる。それらは、創傷治癒、生体活性の触媒作用、および非毒性などの特徴を備えている。免疫原性の拒絶反応や分解後の毒性などのさまざまな欠点を持つ可能性のある合成高分子と比べ、多くの生体高分子は人体に類似したより複雑な構造を持つため、通常、身体への統合性に優れている。 より具体的には、コラーゲンやシルクなどのポリペプチドは安価で入手しやすい生体適合性材料であり、画期的な研究で使用されている。ゼラチン高分子は、接着剤として創傷被覆材によく使用される。ゼラチンを使用した足場やフィルムによって薬剤やその他の栄養素を保持し、傷口に供給して治癒することができる。 コラーゲンは生物医科学で使用される生体高分子の中でも特に人気があるため、次にその使用例を示す。 コラーゲンベースのドラッグデリバリーシステム： コラーゲンフィルムはバリア膜（英語版）のように機能し、感染した角膜組織や肝臓がんなどの組織感染症の治療に使用される。コラーゲンフィルムはすべて、骨形成を促進する遺伝子導入担体として使用されている。コラーゲンスポンジ： コラーゲンスポンジは、火傷患者やその他の重傷を治療するための包帯として使用される。コラーゲンベースのインプラントは、火傷の傷口や皮膚の交換に使用される培養皮膚細胞や薬物担体に使用される。 止血剤としてのコラーゲン： コラーゲンが血小板と相互作用すると、血液を急速に凝固させる。この急速な凝固により、一時的な骨組みが生成されるため、繊維質間質が宿主細胞によって再生される。コラーゲンベースの止血剤は、組織での出血を抑え、肝臓や脾臓などの細胞器官での出血を管理するのに役立つ。 キトサンもまた、生物医学研究において人気の高いもう1つの生体高分子である。キトサンは、甲殻類や昆虫の外骨格の主成分であり、世界で2番目に豊富な生体高分子であるキチンに由来する。キトサンは生物医科学のための多くの優れた特性を持っている。キトサンは生体適合性があり、生体からの有益な反応を促す高い生物活性を持ち、生分解性があるためインプラント用途では2回目の手術を必要とせず、選択的透過性があるゲルやフィルムを形成することができる。これらの特性により、キトサンのさまざまな生物医学的応用が可能になる。 ドラッグデリバリーとしてのキトサン： キトサンは、薬物の吸収や安定性を向上させる可能性があるため、主に薬物ターゲティングで使用されている。さらに、抗がん剤を結合させたキトサンは、遊離薬物をがん組織に徐々に放出させることで、より優れた抗がん作用を発揮することができる。 抗菌剤としてのキトサン： キトサンは、微生物の成長を止めるために使用される。藻類、真菌、細菌、異なる酵母種のグラム陽性菌などの微生物で抗菌作用を発揮する。 組織工学のためのキトサン複合体： キトサンとアルギン酸を配合したものを併用して機能的な創傷被覆材を構成している。これらの包帯は、治癒プロセスを助ける湿った環境を作り出す。この創傷被覆材はまた、生体適合性と生分解性に優れており、多孔質の構造を持っているため、細胞が被覆材の中で成長することができる。

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