211service.com
Syntetmaterial stoppa blödningen
Nanopartiklar utformade för att efterlikna blodplättarnas koaguleringsförmåga har visat sig snabbt minska blödningar hos gnagare med avskurna artärer. De syntetiska partiklarna, som fastnar på kroppens egna blodplättar, dämpar blödning mer effektivt än ett koaguleringsläkemedel som för närvarande används för att stoppa okontrollerad blodförlust. Vi hjälper till att bilda koagel, säger Erin Lavik , en bioingenjör vid Case Western University i Cleveland, som ledde forskningen.
Coaxing av blodproppar: Ett tvärsnitt av koagel ses här efter en skada på lårbensartären. Muskelceller visas i blått; nanopartiklar som är utformade för att binda till blodplättar för att förbättra blodets koagulering visas i grönt.
Om de lyckas med ytterligare tester hoppas forskarna att nanopartiklarna en dag kan injiceras strax efter en traumatisk skada av ambulanspersonal eller på slagfältet. Tidiga säkerhetstester är lovande, men att utveckla säkra behandlingar för blodpropp har varit en utmaning. Det finns en balans mellan de två kanterna på svärdet - blöder för mycket och koagulerar för mycket, säger Mortimer Poncz , en läkare vid University of Pennsylvania Medical School, i Philadelphia, som inte var involverad i forskningen. Du vill inte sluta blöda i benet utan dö av en hjärtattack eller få en stroke.
Okontrollerad blödning är en viktig orsak till traumarelaterad död. Befintliga metoder för att stoppa blodförlust är till stor del begränsade till att behandla öppna sår eller för användning i operationssalen. Ingen har visat sig vara effektiv för att stoppa inre blödningar före ankomst till sjukhus.
Efter en traumatisk skada startar kroppen sin egen koaguleringskaskad genom att aktivera blodplättar. Dessa skivformade blodkroppar förvandlas till taggiga, klibbiga celler som fäster vid varandra och till molekyler på skadestället och bildar en blodpropp. Läkare kan redan förbättra koaguleringsprocessen med läkemedel eller material som innehåller molekyler i koaguleringskaskaden. Ett sådant läkemedel är NovoSeven, ett syntetiskt protein som härrör från en mänsklig gen. Men det här läkemedlet är enormt dyrt, kostar $10 000 till $30 000, och vissa traumakirurger ifrågasätter dess effektivitet.
Försök att efterlikna själva blodplättarna har hittills misslyckats. Forskare har konstruerat röda blodkroppar och blodspecifika proteiner för att binda till blodplättar, men dessa partiklar kan byggas upp i kapillärbäddar, vilket ökar risken för [farliga blodproppar], säger Lavik.
Lavik och samarbetspartnern James Bertram, en doktorand vid Yale, har nu utvecklat en nanopartikel som är liten nog att flöda genom kapillärerna obehindrat. Den har också en blodplätts specifika klibbighet. Partikeln är ungefär en tredjedel av storleken på en normal blodplätt.
Varje partikel har en polymerkärna som är belagd med polyetylenglykol (PEG) – en vattenlöslig molekyl som hindrar dem från att fastna i varandra eller i blodkärlen. PEG-molekylerna är också toppade med en peptidsekvens som binder till aktiverade blodplättar. Människor hade tidigare visat att aktiverade blodplättar binder till [denna sekvens], så vi optimerade kemin för att exponera molekylen och presentera dem för aktiverade blodplättar, säger Lavik, som kändes igen av Teknikgranskning som TR35 Young Innovator 2003.
När de injicerades i blodomloppet hos råttor med ett hack i lårbensartären - den stora artären i lårmusklerna - band nanopartiklarna aktiverade blodplättar vid skadestället. Behandlingen halverade blödningstiden hos råttorna från cirka fyra minuter till två, vilket visade sig vara mer effektivt än NovoSeven. Forskningen publicerades denna vecka i tidskriften Vetenskap translationell medicin .
Lavik säger att de två behandlingarna kan visa sig vara komplementära. NovoSeven, säger hon, arbetar för att hjälpa till att bygga fibrinnätverket som är avgörande för att bygga blodproppar. Kanske kan de syntetiska blodplättarna hjälpa till att börja bygga upp koagel och läkemedlet kan hjälpa till att stabilisera den.
Det låter som att det har potential att vara användbart för att kontrollera blödningar på slagfältet, säger John Weisel , en biolog vid Penn Medical School, som inte var involverad i forskningen.
Tidiga studier tyder på att nanopartiklarna är säkra, ett stort problem för behandlingar som förbättrar blodets koagulering. Genom att studera fluorescerande märkta versioner av nanopartiklarna fann forskarna att partiklarna lätt rensas bort från kroppen. Och partiklarna ackumuleras inte i icke-skadad vävnad, såsom lungor eller njurar, för att bilda farliga proppar. Vid mycket höga doser – en koncentration nästan för tjock för att röra sig genom sprutan, säger Lavik – utlöste partiklarna andningsproblem hos vissa djur. Men en så hög dos är inte nödvändig för att generera fördelar för blodkoagulering, säger hon.
Ändå krävs omfattande tester innan partiklarna kan användas på människor. Den tidiga forskningen ser mycket lovande ut, men det mänskliga systemet är annorlunda än en råttas, säger Rutledge Ellis-Behnke, forskare vid MIT. Man måste se till att dessa inte täcker insidan av lungorna och minskar mängden syreöverföring till röda blodkroppar.
Forskare planerar att testa partiklarna i större djur, som närmare liknar det mänskliga cirkulationssystemet, såväl som i olika typer av skador, som de som efterliknar de sprängskador som är särskilt vanliga bland trupper i Irak och Afghanistan.