Когда солдаты получают боевые ранения, купирование кровотечений является одной из самых главных мер по спасению жизни. Однако из-за специфических требований к работе военных врачей это может стать серьезной проблемой. Новый инъекционный гидрогель, который активируется под воздействием собственной температуры тела, возможно, поможет решить эту проблему.
Впрочем, такой гидрогель может спасти жизнь не только на поле боя, но и в мирной жизни. Journal Biomaterials Science. Depositphotos
Гидрогели (цепочки молекул, которые могут хранить значительное количество воды) являются своего рода современным "чудо-материалом". Эксперименты показали, что они могут работать как броня, извлекать питьевую воду из воздуха и служить в качестве защитных покрытий для окон, сохраняющих прохладу в зданиях. Благодаря высокому содержанию воды, они часто используются в медицине, в частности, для восстановления поврежденных позвоночных дисков или создания более качественных мозговых имплантатов.
Гидрогели перспективны в качестве уникального перевязочного материала. Белки входящие в их структуру убивают бактерии на ожоговых ранах, помогают залечивать повреждения в пищеварительном тракте и способны "приклеиваться" к влажной коже под воздействием ультразвука.
Однако по словам исследователей из Института Тарасаки в Лос-Анджелесе, гидрогелиевые пластыри до настоящего времени не могли обеспечить "быструю, контролируемую остановку кровотечений". В попытке исправить эту ситуацию исследователи смешали коагулянт крови с термочувствительным полимером под названием поли(N-изопропилакриламид).
Затем было проведено два эксперимента. В одном из них ученые смоделировали кровоток человека. Для этого использовались шприцы и трубки, температура которых была такой же, как температура крови в организме человека, а затем смоделировали ранение повредив трубки конструкции. В рамках другого эксперимента они прокололи печень мышей, вызвав кровотечение. В обоих случаях гидрогель при контакте с ранами (реальными или имитированными) становился твердым и успешно останавливал кровоток. При необходимости гель можно было легко удалить путем промывания раны холодным физиологическим раствором, что не приводило к возобновлению кровотечения.
Согласно анализу ранений, полученных на полях сражений в период с 2001 по 2011 год, 87,3% всех смертей случились до того, как солдат смогли доставить в медицинское учреждение, при этом из общего числа жертв 90,9% умерли от кровопотерь. Учёные считают, что простой и эффективный метод, способный быстро остановить кровотечение, может существенно повлиять на снижение смертности среди военнослужащих.
По словам исследователей, потенциал нового материала дополнительно увеличивает тот факт, что он удовлетворяет большинству требований к борьбе с кровотечениями на поле боя, а именно: "(1) быстрый и качественный гемостаз при широком спектре повреждений и травм, (2) устойчивый кровоостанавливающий эффект в течение нескольких часов в условиях отсроченной эвакуации, (3) легкое удаление препарата без остаточных следов в области повреждений или ранений, (4) гель может легко использовать даже неспециалист, то есть человек, не имеющий практически никакой подготовки, (5) простота изготовления и стерилизации при небольших затратах, (6) простое хранение с длительной стабильностью даже в экстремальных климатических условиях, и (7) отличная биологическая совместимость при отсутствии побочных эффектов".
Исследователи также отметили, что такую технологию можно с успехом практиковать для лечения любых ран - не только тех, которые были получены во время военный конфликтов. Кроме того, для более эффективного заживления ран гидрогель может быть насыщен лекарственными препаратами или другими материалами.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Biomaterials Science.
Источник: Terasaki Institute, Journal Biomaterials Science, Journal New Atlas.
1. (https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/BM/D2BM01559E#cit25)
2. (https://newatlas.com/medical/heat-activated-hydrogel-stops-battlefield-bleeds/)
3. (https://terasaki.org/institute/news/pr/rapid-temperature-sensitive-hemorrhage-control.html)
