El sangrado interno es una de las principales causas de muerte en el campo de batalla, pero una nueva, El material inyectable desarrollado por el equipo de investigadores de la Universidad Texas A&M y el Instituto de Tecnología de Massachusetts podría comprar a los soldados heridos el tiempo que necesitan para sobrevivir al evitar la pérdida de sangre por lesiones internas graves.
El tratamiento que puede salvar vidas viene en forma de una sustancia de gelatina biodegradable que se ha incrustado con discos de silicato de tamaño nanométrico que ayudan en la coagulación. Una vez inyectado, el material se fija en su lugar en el sitio de la lesión y disminuye rápidamente el tiempo que tarda la sangre en coagularse, en algunos casos hasta en un 77 por ciento, dice Akhilesh Gaharwar, profesor asistente de ingeniería biomédica en Texas A&M y miembro del equipo de investigación. Los hallazgos del equipo se detallan en la revista científica. ACS Nano y con el apoyo de la Oficina de Investigación del Ejército de los EE. UU.
Aunque todavía está en las primeras pruebas, Gaharwar prevé que el biomaterial se precargue en jeringas que los soldados pueden llevar consigo en situaciones de combate. Si un soldado experimenta una penetración, lesión incompresible - una en la que es difícil, si no imposible, aplicar la presión necesaria para detener el sangrado - él o ella puede inyectar el material en el sitio de la herida donde desencadenará una coagulación rápida y proporcionará suficiente tiempo para llegar a un centro médico para tratamiento, él dice.
"El tiempo para llegar a un centro médico puede tardar entre media hora y una hora, y esta hora es crucial; puede decidir la vida y la muerte, "Dice Gaharwar." La combinación de inyectabilidad de nuestro material, recuperación mecánica rápida, La estabilidad fisiológica y la capacidad de promover la coagulación dan como resultado una pinza hemostática para el tratamiento de heridas incompresibles fuera del hospital. situaciones de emergencia, "Dice Gaharwar.
A diferencia de algunas soluciones inyectables, que presentan el riesgo de fluir a otras partes del cuerpo y formar coágulos no deseados y potencialmente dañinos, el material diseñado por Gaharwar y sus colegas se solidifica en el sitio de la herida y comienza a promover la coagulación en el área objetivo. Y lo que es más, logra esto, Gaharwar explica:sin necesidad de aplicar presión, separándolo de otros tipos de tratamientos para heridas como torniquetes, parches y selladores.
"La mayoría de estas lesiones penetrantes, que hoy son el resultado de artefactos explosivos, romper los vasos sanguíneos y crear hemorragias internas a través de las cuales una persona pierde sangre constantemente, "Observa Gaharwar." No puedes aplicar presión dentro de tu cuerpo, por lo que debe tener algo que pueda coagular la sangre rápidamente sin necesidad de presión ".
Para diseñar el material, Gaharwar y sus colegas investigadores se dedicaron a modificar una sustancia conocida como hidrogel. Los hidrogeles son materiales biodegradables que se utilizan en diversas aplicaciones biomédicas debido a su compatibilidad con el cuerpo y sus procesos. Al insertar nanoplaquetas bidimensionales en el hidrogel, el equipo pudo modificar las propiedades mecánicas del material. Esencialmente, manipularon el material para que pudiera inyectarse en el cuerpo y luego recuperar su forma una vez dentro del cuerpo, algo necesario para bloquearse en su lugar en el sitio de la herida, Gaharwar explica.
El uso de materiales bidimensionales, Gaharwar dice:representa una nueva dirección en la ingeniería biomédica. Los materiales bidimensionales son sustancias ultrafinas con una gran superficie pero con un grosor de unos pocos nanómetros o menos. Piense en una hoja de papel pero en una escala mucho menor. Por ejemplo, una hoja de papel es 100, 000 nanómetros de espesor; Las nanoplaquetas de Gaharwar tienen un nanómetro de espesor.
Gaharwar y sus colegas emplean dos dimensiones, partículas en forma de disco conocidas como nanoplaquetas de silicato sintético. Por su forma, estas plaquetas tienen una gran superficie, el explica. La estructura, La composición y disposición de las plaquetas dan como resultado cargas tanto positivas como negativas en cada partícula. Estos cargos, Gaharwar explica:hacen que las plaquetas interactúen con el hidrogel de una manera única. Específicamente, la interacción hace que el gel experimente temporalmente un cambio en su viscosidad cuando se aplica fuerza mecánica, muy parecido a la salsa de tomate que se exprime de una botella. Este cambio permite inyectar el hidrogel y recuperar su forma una vez dentro del cuerpo, Gaharwar explica.
Además de cambiar las propiedades mecánicas del hidrogel, estas nanoplaquetas en forma de disco interactúan con la sangre para promover la coagulación, Gaharwar dice:señalando que los modelos animales han mostrado que la formación de coágulos ocurre en aproximadamente un minuto en lugar de cinco minutos sin la presencia de estas nanopartículas. Modelo animal él añade, también han demostrado la formación de coágulos que salvan vidas cuando se utilizó el biomaterial mejorado.
"Estos 2D, Las nanopartículas de silicato no tienen precedentes en el campo biomédico, y su uso promete conducir a avances tanto conceptuales como terapéuticos en el importante y emergente campo de la ingeniería de tejidos, entrega de medicamentos, terapias contra el cáncer e ingeniería inmunológica, "Dice Gaharwar.
Animado por sus resultados, el equipo planea mejorar aún más el biomaterial para que pueda iniciar la regeneración de los tejidos dañados mediante la formación de nuevos vasos sanguíneos, Dice Gaharwar. El resultado, él añade, podría ser un tratamiento de heridas de dos vertientes:uno que no solo ayuda a controlar los daños, sino que también ayuda al proceso de curación natural del cuerpo.
