Tento prášok zastaví život ohrozujúce krvácanie za 1 sekundu. Vyvíjal ho vojak priamo pre bojisko
Vedci z KAIST vyvinuli prášok, ktorý sa pri kontakte s krvou zmení za sekundu na gél a ranu utesní. Technológia vznikala aj s účasťou vojaka a môže pomôcť na bojisku aj v urgentnej medicíne.
Najčastejšou príčinou smrti po zranení vo vojne býva masívne krvácanie. Nie samotný zásah, ale krv, ktorú človek stratí v prvých minútach po poranení.
Výskumníci z juhokórejského inštitútu KAIST sa pokúsili tento problém vyriešiť technológiou, ktorá pôsobí až prekvapivo jednoducho. Vyvinuli prášok, ktorý sa pri kontakte s krvou premení približne za jednu sekundu na gél a ranu utesní.
Na výskume sa podieľal aj major kórejskej armády Kyusoon Park, ktorý na projekte pracoval ako doktorand a jeden z hlavných autorov štúdie. Nešlo o akademický výskum s vojenskou nálepkou. Do vývoja vstúpil človek, ktorý pozná realitu prvej pomoci v prostredí, kde nie je pokoj, čas ani sterilná operačná sála.
Keď sa obväz nedostane tam, kde krvácanie začína
Doterajšie prípravky na zastavenie krvácania majú pri vážnych poraneniach jedno výrazneš ombedzenie. Veľká časť z nich má plochý alebo náplasťový tvar. To funguje pri povrchovej rane, na ktorú sa dá materiál dobre pritlačiť.
Pri hlbokom, roztrhanom alebo nepravidelnom poranení sa však ploché krytie nemusí dostať tam, kde krvácanie vzniká. A presne takéto rany vznikajú pri výbuchoch, črepinách alebo strelných poraneniach.
Neprehliadni
Problémom je aj skladovanie. Niektoré existujúce riešenia sú citlivé na teplotu a vlhkosť. V reálnom nasadení sú materiály závislé od stabilných podmienok problematické, pretože mesiace ležia v sklade, sanitke, poľnej lekárničke alebo batohu zdravotníka.
Práškové hemostatiká sa do členitej rany dostanú jednoduchšie, no mnohé z nich fungujú najmä fyzikálne. Absorbujú krv a vytvoria mechanickú bariéru. Tím z KAIST sa zameral na iónové reakcie v krvi a navrhol materiál, ktorý po kontakte s ranou vytvorí hydrogélovú sieť.
Prášok sa zmení na tesnenie skôr, než rana stihne ďalej krvácať
Nový prášok dostal označenie AGCL. Jeho základ tvoria biokompatibilné látky ako alginát, gellanová guma a chitosan, doplnené o chemický zosieťovač, ktorý pomáha spevniť výslednú štruktúru.
Po kontakte s vápenatými iónmi v krvi sa prášok zmení približne do jednej sekundy na hydrogél. Ten vyplní tvar rany a vytvorí tesniacu vrstvu priamo v mieste krvácania.
Prášok dokáže absorbovať krv v množstve viac než sedemnásobku vlastnej hmotnosti, konkrétne približne 725 %. V testoch dosiahol adhéznu pevnosť nad 40 kPa. Znamená to, že po stuhnutí dokáže odolať aj tlaku unikajúcej krvi a nemusí sa spoliehať len na silné pritlačenie rukou.
V pokusoch na zvieratách AGCL výrazne skrátil čas potrebný na zastavenie krvácania aj celkové straty krvi v porovnaní s komerčne používaným hemostatikom TachoSil, ktoré v štúdii slúžilo ako klinická referencia. Výskumníci ho testovali pri miernejších poraneniach, vysokotlakovom krvácaní aj traumatických modeloch.
Pri chirurgickom poranení pečene sa jej funkcia vrátila na normálne hodnoty do dvoch týždňov a autori nezaznamenali systémovú toxicitu.
Prášok má prežiť aj poľné podmienky
AGCL si podľa autorov zachoval vlastnosti až 24 mesiacov pri izbovej teplote a vo vlhkom prostredí. Pre armádu a záchranárov je táto stabilita kľúčová. Materiál nemôže zlyhať po mesiacoch v poľnom batohu len preto, že nebol skladovaný v ideálnych laboratórnych podmienkach.
Štúdia ukázala nízku hemolýzu pod tri percentá, teda malé poškodzovanie červených krviniek, životaschopnosť buniek nad 99 % a antibakteriálnu účinnosť vyššiu než 99 %. V modeloch poranení materiál podporoval obnovu kože, tvorbu nových ciev a ukladanie kolagénu.
Prášok tak nemá slúžiť iba na okamžité utesnenie rany. Autori pri ňom sledujú aj kvalitu následného hojenia, čo je dôležité najmä pri hlbokých poraneniach a chirurgických zákrokoch.
Rovnaký problém rieši front aj dopravná nehoda
Vývoj sprevádzal silný osobný motív. Kyusoon Park uviedol, že výskum začal s pocitom misie zachrániť čo i len jedného vojaka navyše, keďže jadrom moderného konfliktu je minimalizovanie strát na životoch.
Technológia nemusí zostať len vo vojenskej medicíne. AGCL má potenciál aj pri katastrofách, v urgentnej starostlivosti, v rozvojových krajinách alebo v oblastiach, kde sa človek k chirurgickému tímu nedostane okamžite. Tam môže rozhodovať materiál, ktorý sa dá použiť rýchlo, bez komplikovanej prípravy a bez špeciálnych skladovacích podmienok.
Štúdia vyšla v časopise Advanced Functional Materials pod názvom An Ionic Gelation Powder for Ultrafast Hemostasis and Accelerated Wound Healing. Výskum získal ocenenie na KAIST Q-Day aj na konferencii KAIST-KNDU venovanej obrannej vede.
Ďalším krokom bude ukázať, či výsledky z laboratória a zvieracích modelov obstojia aj v klinických skúškach na ľuďoch.
