Bez odgovarajuće medicinske intervencije, povrede zadobivene u saobraćajnim sudarima, ozbiljnim nesrećama na radnom mestu ili oružjem mogu dovesti do smrtonosnog krvarenja. Istraživači sa Univerziteta Centralne Floride imaju za cilj da spreče takvo krvarenje u potencijalno smrtonosnim situacijama sa novim hemostatskim sunđerastim zavojem sa antimikrobnom efikasnošću koji su nedavno razvili i detaljno opisali u nedavno objavljenoj studiji u časopisu Biomaterials Science.
„Ono što se dešava na terenu ili tokom nesreće je zbog jakog krvarenja, pacijenti mogu umrijeti“, kaže Kausik Mukhopadhiai, pomoćnik profesora nauke o materijalima i inženjerstva na UCF-u i koautor studije.
„Ovi smrtni slučajevi se obično dešavaju u prvih 30 minuta do jednog sata. Cela naša ideja je bila da razvijemo veoma jednostavno rešenje koje bi moglo da ima hemostatsku efikasnost u tom vremenu. Ako možete da spasete pacijenta, onda lekari i medicinske sestre mogu da spasu pacijent“.
Metoda koju su Mukhopadhiai i njegov tim razvili zove se SilFoam jer je više pena nego tradicionalni zavoj. SilFoam je tečni gel koji se sastoji od siloksana (silicijum i kiseonik) koji se isporučuje preko specijalnog dvokomornog šprica koji se brzo širi u sunđerastu penu nakon izlaganja jedan drugom unutar rane za manje od jednog minuta. Sunđer vrši pritisak da ograniči krvarenje na mestu isporuke, a istovremeno služi i kao antibakterijski agens zbog srebrnog oksida u njemu.
Za svakih pet mililitara ubrizganog gela, možete očekivati ekspanziju od oko 35 mililitara, kaže Mukhopadhiai.
„Uvek kada imate obilno krvarenje ili krvarenje, želite da pritisnete vrh i zaustavite krvarenje“, kaže on. „Dakle, ono što smo uradili ovde je zapravo ista stvar. Umesto da stavimo ruku, mi smo je ubrizgali i to stvara veliku ekspanziju.“
Mukhopadhiai i njegovi saradnici otkrili su da je njihov sunđer takođe rezultirao nežnijim uklanjanjem.
„Svojstvo lepljenja ovog zavoja je optimizovano tako da kada ga izvadite iz sistema, manji sudovi ne popucaju, ali ima odgovarajuću količinu dodatka koji može da prione za mišiće, vene i arterije tako da krv ne curi“, kaže on.
Poroznost i svojstva prianjanja sunđera pomažu mu da proširi i zapečati ranu, omogućavajući prirodnom procesu zgrušavanja tela da preuzme, kaže Mukhopadhiai.
„Tokom reakcije, generiše malo toplote koja pomaže procesu veoma brzo“, kaže on. „Povrh toga, gas kiseonika kao deo nusproizvoda reakcije, pokušava da izađe. Dakle, umesto da od njega napravi gumu koja se može umrežiti, to je mekani sunđer sa puno unutrašnje poroznosti.“
Istraživanje načina za rešavanje rana zahteva posebnu pažnju i razmatranje kako bi se osiguralo da ne dođe do štete ispitanicima, međutim, istraživači su uspeli da to zaobiđu korišćenjem funkcionalnog anatomskog modela za testiranje svojih metoda.
Koristili su posebno napravljene lutke dizajnirane sa realističnim krvnim sudovima i ranama koje je razvila lokalna kompanija SIMETRI da testiraju njihovu penu u nadi da su preliminarni rezultati dovoljno obećavajući da se nastavi sa daljim testiranjem.
„Jedan od najvažnijih delova ovoga bio je da smo koristili neinvazivne modele“, kaže Mukhopadhiai. „U ovoj fazi možemo dobiti odobrenja i krenuti dalje da proučavamo in vivo modele. U ovoj fazi nema psiholoških efekata ni na veterinare ili hirurge.“
Eksperimentisanje je pokazalo obećavajuće, posebno kada su istraživači uporedili SilFoam sa pet drugih postojećih metoda lečenja. Otkrili su da SilFoam ima mnogo prednosti kao što su značajno manje curenje, skladištenje na sobnoj temperaturi u odnosu na potrebu za niskim temperaturama, na kraju niža cena materijala, malo ili nimalo potrebe za obukom za korišćenje šprica.
Pritha Sarkar, diplomirani student na odseku za nauku o materijalima na UCF-u, pomogla je u eksperimentisanju.
„Morali smo da proverimo reaktivnost dva dela, jer smo želeli dovoljno gasa kiseonika koji može da proširi sunđer, ali u isto vreme nismo želeli da se materijal previše zagreje, jer sama reakcija stvara toplotu“, kaže ona.
Sarkar je poslao poruku o toksičnosti i snazi materijala kako bi se osiguralo da je bezbedan za ljudska tela i izdržljiv, ali ne previše krut. Takođe je radila na tome da sastav SilFoam-a ne šteti pacijentu nakon uklanjanja.
„Ako imate nešto što je veoma lepljivo, kao što je zavoj koji možete da stavite na ranu, to će sprečiti da krv izađe, ali ako želite da uklonite taj zavoj, to može da izazove oštećenje tkiva ili bol“, kaže Sarkar. „Naš polimerni sistem se ne lepi za vašu kožu, tako da ga je veoma lako ukloniti. Imamo zavoj koji se može proširiti na vašu ranu i zatvoriti je, ali u isto vreme, kada završi svoj posao, možete da je uklonite vrlo lako.“
Antibakterijska komponenta istraživanja bila je preko Melanie Coathup, profesora Medicinskog fakulteta UCF i direktora klastera Biionik na UCF.
Radi sa naučnicima o materijalima i mašinskim inženjerima sa ciljem stvaranja novih medicinskih tehnologija i terapija.
„Moj postdoktor dr Abi Sindu Pugažendi i ja radili smo zajedno sa dr Mukhopadhjajem i timom da istražimo moć njegovog materijala i koliko dobro zaustavlja rast bakterija“, kaže Coathup. „Procenili smo bakterije koje bi obično inficirale traumatske povrede torza, a naši rezultati su pokazali da je materijal bio veoma efikasan i da koristi ovaj materijal u sistemu zavoja koji je razvio dr Mukhopadhiai i potvrđuje njegovu efikasnost kao nove hemostatske i antibakterijske strategije. je veliko i važno otkriće.“
Ona kaže da je prilika da se spasu životi kao deo ovog istraživanja bila izuzetno korisna.
„Istraživanje je značajno, jer u ovom trenutku ne postoje efikasni tretmani za lečenje ljudi sa ovim uslovima, a nove strategije su zaista potrebne“, kaže Coathup.
„To znači da je udruživanje sa dr Mukhopadhiai-om u istraživanju novog antibakterijskog sunđera koji bi u budućnosti mogao da obezbedi spasonosni tretman nakon velike traumatske povrede, bilo apsolutno zadovoljstvo i to pravo na moju ulicu.“
Mukhopadhiai je takođe nedavno dobio GAP nagradu za pomoć u licenciranju SilFoam-a i njegovom primeni. On kaže da je sledeći korak saradnja sa Medicinskim centrom Univerziteta Nebraska i izvođenje in vivo studija u njihovim ustanovama.
