Los ingenieros del MIT han desarrollado un recubrimiento biológico a nanoescala que puede detener el sangrado casi instantáneamente, un avance que podría mejorar drásticamente las tasas de supervivencia de los soldados heridos en batalla.

Los investigadores, dirigido por Paula Hammond y financiado por el Instituto de Nanotecnologías de Soldados del MIT y una empresa con sede en Dinamarca, Dispositivos médicos Ferrosan A / S, creó un recubrimiento en aerosol que incluye trombina, un agente de coagulación que se encuentra en la sangre. Las esponjas recubiertas con este material se pueden almacenar de manera estable y fácil de transportar por parte de soldados o personal médico. Las esponjas también podrían resultar valiosas en hospitales civiles, dice Hammond, el Profesor David H. Koch de Ingeniería.

“La capacidad de empaquetar fácilmente el agente de coagulación de la sangre en este sistema de esponjas es muy atractiva porque puede empaquetarlos, guárdelos y luego sáquelos rápidamente, ”Ella dice.

Hammond y sus colegas describieron la tecnología en la edición en línea del 27 de diciembre de Materiales avanzados . La autora principal del artículo es Anita Shukla PhD ’11, quien ahora es un postdoctorado en Rice University.

El sangrado incontrolado es la principal causa de muerte por trauma en el campo de batalla. Métodos tradicionales para detener el sangrado. como torniquetes, no son adecuados para el cuello y muchas otras partes del cuerpo. En años recientes, los investigadores han probado enfoques alternativos, todos los cuales tienen algunas desventajas. Los apósitos y pegamentos de fibrina tienen una vida útil corta y pueden provocar una respuesta inmunitaria adversa. y los polvos de zeolita son difíciles de aplicar en condiciones de viento y pueden causar quemaduras graves. Otra opción son los vendajes hechos de quitosano, un derivado del material estructural primario de los exoesqueletos de mariscos. Esos vendajes han tenido cierto éxito, pero pueden ser difíciles de moldear para adaptarse a heridas complejas.

Muchos hospitales civiles utilizan una esponja de gelatina altamente absorbente producida por Ferrosan para detener el sangrado. Sin embargo, esas esponjas deben empaparse en trombina líquida justo antes de la aplicación a la herida, haciéndolos poco prácticos para su uso en el campo de batalla. Al equipo de Hammond se le ocurrió la idea de cubrir las esponjas con un agente de coagulación de la sangre por adelantado, para que estén listos cuando sea necesario, para uso civil o militar.

Para hacer eso, los investigadores desarrollaron un recubrimiento biológico a nanoescala que consta de dos capas alternas rociadas sobre un material, como las esponjas utilizadas en este estudio. Los investigadores descubrieron que las capas de trombina, una proteína de coagulación natural, y ácido tánico, una pequeña molécula que se encuentra naturalmente en el té, producen una película que contiene grandes cantidades de trombina funcional. Ambos materiales ya están aprobados por la Administración de Drogas y Alimentos de EE. UU., que podría ayudar con el proceso de aprobación de una versión comercializada de las esponjas, Dice Shukla.

Una ventaja clave del método de pulverización es que permite envasar una gran cantidad de trombina en las esponjas. recubriendo incluso las fibras interiores, dice David King, cirujano de traumatología e instructor de cirugía en el Hospital General de Massachusetts que no participó en esta investigación.

“Todos los materiales hemostáticos existentes sufren la misma limitación, que es capaz de entregar un paquete suficientemente denso de material hemostático al sitio de sangrado. Es por eso que este nuevo material es emocionante, "Dice King, también reservista del ejército que se ha desempeñado en Afganistán como jefe de cirugía de trauma.

Una vez rociado, las esponjas se pueden almacenar durante meses antes de su uso. Las esponjas también se pueden moldear para adaptarse a la forma de cualquier herida. “Ahora tenemos una alternativa que podría usarse sin aplicar una gran cantidad de presión y puede adaptarse a una variedad de heridas, porque las esponjas son tan maleables, ”Dice Shukla.

En pruebas con animales en Ferrosan, las esponjas recubiertas se aplicaron a las heridas, con una ligera presión (de un pulgar humano), durante 60 segundos, y detuvo el sangrado dentro de ese tiempo. Las esponjas que carecen de trombina requieren al menos 150 segundos para detener el sangrado. Un simple parche de gasa aplicado durante 12 minutos (la duración del experimento), no detuvo el sangrado.

Los investigadores han presentado una solicitud de patente sobre esta tecnología y sobre esponjas similares recubiertas con el antibiótico vancomicina. El laboratorio de Hammond ahora está trabajando para combinar las actividades de coagulación sanguínea y antibióticos en una sola esponja.

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un sitio popular que cubre noticias sobre la investigación del MIT, innovación y docencia.