Hay muchos eventos diferentes que pueden provocar un sangrado excesivo e incontrolado dentro del cuerpo. Esto puede ocurrir como resultado de inflamación y ulceraciones, anomalías en los vasos sanguíneos o lesiones relacionadas con traumatismos. Individuos con condiciones predisponentes, como pacientes cardíacos, tienen un riesgo particular de hemorragia interna debido a los anticoagulantes que a menudo se prescriben como medida preventiva. También son propensos a hemorragias gastrointestinales, afecta al 40% de los pacientes que están conectados a dispositivos de asistencia cardíaca. Además de la necesidad de un tratamiento eficaz para estas afecciones, también existen indicaciones para controlar el flujo sanguíneo que contribuyen a los aneurismas y la vascularización de las células tumorales.

Un método de tratamiento ideal bloquearía rápida y eficazmente la rotura de los vasos sanguíneos afectados para detener el sangrado y permitir que la pared del vaso sane. Entonces, el material de bloqueo eventualmente se degradaría lo suficiente como para permitir que la sangre fluya nuevamente con normalidad.

Los tratamientos actuales involucran materiales sólidos y líquidos como agentes bloqueantes. Se utilizan comúnmente bobinas hechas de alambres trenzados de platino o acero inoxidable. Vienen en una variedad de longitudes, formas y espesores y se colocan en los vasos sanguíneos mediante un catéter especial. También hay agentes bloqueadores líquidos que se inyectan en los vasos sanguíneos y se solidifican después de la inyección.

Pero existen muchas dificultades para utilizar los métodos actuales. Debido a que las espirales necesitan catéteres especiales para su inserción y equipo especializado para separarlas y colocarlas, el procedimiento es difícil y requiere un entrenamiento intensivo por parte del médico. También, Hay ocasiones en las que es necesario colocar múltiples bobinas para que sean efectivas. y hay otras veces donde las bobinas migran o compactan, necesitando procedimientos repetidos. Los agentes líquidos a menudo se filtran durante las inyecciones, resultando en una ubicación inexacta, efectos tóxicos en los tejidos circundantes y la necesidad de intentos adicionales. Estos problemas aumentan el potencial de tiempo y costos adicionales.

Además, ninguno de estos métodos tiene la capacidad de visualizar con precisión los procedimientos mediante TC convencional, Resonancia magnética Métodos radiográficos y fluoroscópicos. La obtención de imágenes satisfactoria sería de gran ayuda para guiar la colocación y controlar el bloqueo de los vasos sanguíneos a lo largo del tiempo.

Un estudio anterior de los autores ha utilizado materiales gelatinosos llamados hidrogeles en un intento de producir un material eficaz para controlar la hemorragia. Además de tener una biocompatibilidad superior y propiedades mecánicas y elásticas ajustables, los hidrogeles también exhiben una gran capacidad de adelgazamiento:la capacidad de deformarse al inyectarse y luego recuperarse rápidamente y moldearse para adaptarse al espacio deseado; esto permite que el parto se realice utilizando catéteres estándar sin equipo especializado. Se mezclaron discos de nanoplaquetas de silicato en el hidrogel para imitar la capacidad de coagulación de las células plaquetarias. y el material compuesto resultante demostró ser muy eficaz para sellar las venas dañadas.

Un equipo colaborativo de especialistas en radiología de intervención clínica e investigadores de bioingeniería ha llevado este proyecto un paso más allá al agregar partículas de imágenes hechas de una mezcla de hidrogel de tantalio. Tantalio un metal altamente biocompatible, se ha demostrado que su uso es seguro en aplicaciones biomédicas y se excreta en la orina.

El equipo formado por científicos del Instituto Terasaki y la Clínica Mayo realizó varias pruebas para determinar el tamaño y la cantidad óptimos de partícula de tántalo a utilizar y su efecto sobre las propiedades mecánicas del compuesto de hidrogel. También establecieron la formulación óptima para los tres componentes de su nuevo gel compuesto. Sus experimentos determinaron que las partículas de tántalo se dispersaron bien en el compuesto de hidrogel, no afectó sus propiedades mecánicas y conservó su esterilidad a lo largo del tiempo.

Otro objetivo ambicioso del proyecto era realizar sus experimentos de control de hemorragias en las arterias, algo que no se había hecho antes con hidrogeles. Este esfuerzo planteó desafíos adicionales, debido al mayor flujo sanguíneo y presión en las arterias, su amplia variación de tamaño y su potencial fragilidad.

Después de varios experimentos realizados en los vasos arteriales de modelos porcinos vivos anticoagulados, el equipo obtuvo resultados positivos con su nuevo hidrogel compuesto con tantalio. Pudieron crear un sello eficaz contra el sangrado en las arterias de los cerdos, con un tiempo de despliegue 40 veces más rápido que con bobinas. El bloqueo arterial también mostró estabilidad y durabilidad, permaneciendo en posición sin migración durante cuatro semanas antes de degradarse naturalmente y ser reemplazado por la reparación del tejido conectivo del vaso.

Debido al componente de tantalio en el gel, los procedimientos arteriales y el monitoreo de los modelos animales se realizaron con visualización en tiempo real mediante TC, Fluoroscopia de rayos X y ultrasonido.

"Los resultados experimentales que se observaron en nuestro gel cargado de tantalio demuestran claramente su eficacia y versatilidad", dijo HanJun Kim, miembro del equipo del Instituto Terasaki. "Pudimos alcanzar nuestros objetivos de poder visualizar y colocar con precisión un bloqueo estable en un vaso arterial para tratar rápidamente la hemorragia intravascular incontrolada".

El equipo llevó a cabo experimentos adicionales para probar la reversibilidad de la colocación arterial del nuevo hidrogel y descubrió que su tapón arterial solidificado se podía quitar fácilmente con un catéter de aspiración. También pudieron obtener un bloqueo arterial exitoso aplicando su compuesto de hidrogel a bobinas que se habían colocado en los vasos y no habían logrado o mantener el bloqueo.

El uso de este gel cargado de tantalio para controlar el sangrado presenta muchas ventajas únicas sobre los métodos actuales. Es una caja fuerte fácil de usar, y método rentable que demuestra una eficacia óptima, precisión y versatilidad para una variedad de posibles aplicaciones médicas.

"El método de tratamiento desarrollado aquí es una gran mejora con respecto a los métodos actuales y tiene el potencial de afectar muchas vidas, "dijo Ali Khademhosseini, Doctor., director y CEO del Instituto Terasaki. "Es uno de los muchos ejemplos del trabajo innovador e impactante que hacemos en nuestro instituto".