Naukowcy opracowali porowaty kompozytowy opatrunek kserożelowy zawierający nanocząsteczki krzemionki i wapń, który może pomóc w szybkim krzepnięciu krwi i przynieść ulgę w przypadku niekontrolowanego krwotoku. Kompozyt wykazał znaczną poprawę szybkości krzepnięcia krwi w porównaniu z komercyjnym opatrunkiem.

Niekontrolowane krwawienie jest jedną z głównych przyczyn zgonów w wyniku urazów, do których dochodzi w wyniku wypadków lub obrażeń oraz podczas operacji wojskowych lub chirurgicznych. Ponad 40% zgonów w wyniku urazów jest spowodowanych poważną utratą krwi. Gaza, powszechnie stosowany materiał pierwszej pomocy lub naturalne mechanizmy obronne organizmu ludzkiego działające poprzez zmniejszenie przepływu krwi do miejsca urazu, tworzenie czopów płytkowych poprzez aktywację fibryny i aktywację dróg krzepnięcia krwi są niewystarczające, aby zatrzymać poważne krwawienie. Dlatego też pilnie potrzebne są ulepszone materiały hemostatyczne w celu zmniejszenia utraty krwi.

Agharkar Research Institute (ARI) Pune, autonomiczny instytut Department of Science and Technology (DST), opracował wysoce porowaty gąbczasty opatrunek hemostatyczny z kserożelu, uzupełniony substancjami wiążącymi się z receptorem wewnątrz komórki (agonistami), takimi jak nanocząsteczki krzemionki (SiNP) i wapń. Naukowcy z instytutu badali materiał kompozytowy i odkryli, że zwiększa on wskaźnik krzepnięcia krwi 13-krotnie w porównaniu ze zdolnością krzepnięcia komercyjnych opatrunków.

Rysunek 1: Porowaty opatrunek hemostatyczny

Dobrze scharakteryzowany kserogel wykazał obecność wielu porów o wielkości około 30 µm, co przyczyniło się do wysokiej zdolności absorpcyjnej opatrunku. Suplementy poprawiły zdolność krzepnięcia i spowodowały szybką absorpcję krwi.

Płytki krwi są ważnym składnikiem krwi i przyczyniają się do procesu krzepnięcia krwi. Kilka czynników, takich jak zmiana kształtu płytek krwi, wydzielanie wapnia i aktywacja receptorów na powierzchni płytek krwi, odgrywa rolę w skomplikowanej ścieżce krzepnięcia krwi.

Opatrunek hemostatyczny xerogel wykazał zwiększoną agregację płytek krwi z powodu rozwoju dobrze uformowanych pseudopodiów w aktywowanych płytkach krwi, co prowadzi do aglutynacji, która odgrywa główną rolę w procesie krzepnięcia. Ponadto kompozyt zwiększył uwalnianie wapnia i jego ekstruzję.

Rysunek 2: Aktywacja wapnia przez opatrunek hemostatyczny

Ponadto, znaczny wzrost aktywnej formy genu receptora aktywowanego proteazą (gen PAR1 — obecny w błonach płytek krwi ułatwia sygnalizację trombiny) został zauważony w ludzkich płytkach krwi. Uwalnianie wapnia z płytek krwi i regulacja w górę PAR1 na powierzchni płytki krwi są krytyczne dla zmiany kształtu płytek krwi i agregacji.

Badanie opublikowane w czasopiśmie Journal of Applied Polymer Science wskazuje, że za skuteczność hemostatyczną kompozytu kserożelowego odpowiadają wewnątrzkomórkowe mechanizmy molekularne aktywacji płytek krwi poprzez aktywację genu PAR1 i uwalnianie zapasów wapnia (istotne zdarzenie w procesie aktywacji płytek krwi).

Tego rodzaju opatrunki mogą stanowić potencjalne rozwiązanie hemostatyczne, pozwalające ograniczyć utratę krwi, niepełnosprawność i śmiertelność podczas zabiegów chirurgicznych i leczenia urazów.

Link do publikacji:

Rysunek 3: Tworzenie się pseudopodiów przez płytki krwi w odpowiedzi na opatrunek hemostatyczny