過度の出血は戦闘による負傷の死因第1位である。これはつまり、兵士たちが出血多量で命を落とすことが多いという婉曲表現だ。KAISTの研究者ら(陸軍少佐を含む)は、重度の出血を約1秒で止める次世代スプレー式粉末を開発した。この革新は負傷兵の生存率を大幅に向上させるだけでなく、民間の救急医療にも広く応用できる可能性がある。つまり、あなたの包丁事故もようやくまともな処置を受けられるかもしれない。

研究チームはKAISTの材料科学工学科のSteve Park教授と生物科学科のSangyong Jon教授が率い、傷口にスプレーすると瞬時に強力なハイドロゲルバリアに変わる粉末状の止血剤を作り出した。陸軍少佐が直接プロジェクトに参加したため、この技術は実際の戦場環境を考慮して設計された。粉末はほぼ瞬時に硬化し、保管中も安定しており、戦闘地域や災害現場などの過酷な環境でも迅速に展開できる。

従来のパッチ型止血製品は医療で広く使われているが、その平らな形状のため深い不規則な傷や複雑な傷には適用しにくい。また、温度や湿度に敏感で、保管や現場での使用に課題があった。これらの制限を克服するため、研究者らはさまざまな形状やサイズの傷に適合できる粉末を開発した。1つの製品で深い傷、大きな傷、不均一な傷に使用でき、従来の代替品より汎用性が高い。

既存の止血粉末のほとんどは主に血液を吸収して物理的なバリアを作ることで機能する。代わりに、KAISTチームは血液中で起こる自然なイオン反応を利用するように材料を設計した。新しい材料「AGCL粉末」は、天然由来の生体適合性成分を組み合わせている。アルギン酸とジェランガム(カルシウムと反応して超高速ゲル化と物理的封鎖を行う)に加え、キトサン(血液成分と結合して化学的・生物学的止血を強化)が含まれる。粉末が血液に触れると、カルシウムなどの陽イオンと反応し、約1秒でゲルに変わり、傷口を急速に封鎖する。

その3次元内部構造により、粉末は自身の重量の7倍以上(725%)の血液を吸収できる。これにより、高圧の大量出血時でも素早く血流を遮断できる。研究者らによると、この材料は市販の止血剤よりも優れた性能を示し、40kPa以上の接着強度を達成した。これは強い手圧に耐えられる強さだ。

AGCL粉末はすべて天然由来の材料で作られている。実験室試験では溶血率3%未満、細胞生存率99%以上、抗菌効果99.9%を示し、血液と接触しても安全であることが示された。動物実験でも、迅速な創傷治癒と血管・コラーゲンの再生改善が実証された。外科的な肝臓損傷実験では、市販の止血製品と比較して、出血量と止血時間の両方を削減した。手術後2週間以内に肝機能は正常に戻り、全身毒性の証拠は見られなかった。

もう1つの重要な利点は耐久性だ。粉末は室温・高湿度条件下で2年間性能を維持し、過酷な軍事環境や災害環境でも即座に使用できる状態を保つ。この技術はもともと国防用に開発されたが、研究者らは救急医療に幅広く応用できると考えている。災害対応、発展途上国の医療、医療過疎地域での治療などへの使用が考えられる。

このプロジェクトは、防衛研究が民間技術に応用された代表的なスピンオフ事例とされている。