Το σοβαρό τραύμα αποτελεί μία από τις κύριες αιτίες θανάτου στο Τέξας, ξεπερνώντας ακόμη και τα εγκεφαλικά, το Αλτσχάιμερ και τον διαβήτη, σύμφωνα με τα Κέντρα Ελέγχου και Πρόληψης Νοσημάτων. Σε πολλές περιπτώσεις, ο θάνατος οφείλεται σε ακατάσχετη αιμορραγία.
Τώρα, επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο του Τέξας φιλοδοξούν να αλλάξουν ριζικά τον τρόπο με τον οποίο αντιμετωπίζονται τα σοβαρά τραύματα τόσο στο ασθενοφόρο, όσο και στο πεδίο της μάχης, ακόμη και από τον ίδιο τον τραυματία.
«Η μεγάλη απώλεια αίματος μπορεί να επιφέρει γρήγορα αιμορραγικό σοκ. Πολλοί ασθενείς χάνουν τη ζωή τους μέσα σε μία με δύο ώρες από τον τραυματισμό, αυτή είναι η λεγόμενη “χρυσή ώρα”», εξηγεί ο καθηγητής βιοϊατρικής μηχανικής Dr. Akhilesh Gaharwar.
Η ερευνητική του ομάδα, με τη στήριξη του U.S. Department of Defense και του National Science Foundation, επιχειρεί να «επιμηκύνει» αυτή τη “χρυσή ώρα” χρησιμοποιώντας ένα υλικό τόσο παλιό όσο και ο ίδιος ο ανθρώπινος πολιτισμός, τον πηλό.
Ο Gaharwar μαζί με τους Δρ. Duncan Maitland και Δρ. Taylor Ware αναπτύσσουν μια σειρά ενέσιμων αιμοστατικών επιδέσμων, βιοϊατρικών υλικών που σταματούν την αιμορραγία και προάγουν την ταχύτερη πήξη του αίματος. Η έρευνά τους στοχεύει συγκεκριμένα σε βαθιά εσωτερική αιμορραγία, εκεί όπου οι παραδοσιακές μέθοδοι όπως η συμπίεση δεν είναι δυνατές.
Οι επιστήμονες στρέφουν την προσοχή τους σε ορισμένα φυσικά αργιλικά ορυκτά, τα οποία περιέχουν σωματίδια πυριτικού άλατος που επιταχύνουν την πήξη του αίματος. Η χρήση τους ως αιμοστατικών μέσων καταγράφεται εδώ και χιλιάδες χρόνια σε πολιτισμούς της Κίνας, της Μεσοποταμίας, της Αιγύπτου, της Ινδίας, της Ελλάδας και της Ρώμης. Οι άνθρωποι τότε ανακάτευαν πηλό με νερό, δημιουργώντας μια ‘πάστα’ την οποία εφάρμοζαν πάνω στο τραύμα για να σταματήσουν την αιμορραγία.
Σήμερα, οι επιστήμονες αξιοποιούν τη δύναμη αυτών των σωματιδίων αλλά σε μια συνθετική μορφή, ώστε να μειώσουν τον κίνδυνο μολύνσεων που μπορεί να συνοδεύει τα φυσικά υλικά.
Πήξη του αίματος σε ένα λεπτό
Σε φυσιολογικές συνθήκες το ανθρώπινο αίμα πήζει μέσα σε 6 με 7 λεπτά. Με τα νέα αιμοστατικά επιθέματα, ο χρόνος αυτός μπορεί να μειωθεί σε μόλις 1 με 2 λεπτά. Τα αποτελέσματα, που δημοσιεύτηκαν στα επιστημονικά περιοδικά Advanced Science και Advanced Functional Materials, δείχνουν μείωση του χρόνου αιμορραγίας σχεδόν κατά 70%. Επιπλέον, το συνθετικό υλικό παρουσιάζει εξαιρετική αιμοσυμβατότητα και κυτταροσυμβατότητα, με χαμηλά ποσοστά αιμόλυσης και υψηλή κυτταρική βιωσιμότητα.
Η μεγαλύτερη πρόκληση για τους ερευνητές δεν ήταν μόνο η επιτάχυνση της πήξης του αίματος, αλλά η ασφαλής μεταφορά και παραμονή των νανοσωματιδίων στο σημείο του τραύματος. Σε περιπτώσεις έντονης αιμορραγίας, οι σκόνες και οι ‘πάστες’ παρασύρονται εύκολα από τη ροή του αίματος. Αυτό όχι μόνο μειώνει την αποτελεσματικότητα, αλλά εγκυμονεί και σοβαρό κίνδυνο, καθώς τα μικροσκοπικά σωματίδια μπορεί να ταξιδέψουν σε άλλα σημεία του σώματος και να προκαλέσουν επικίνδυνους θρόμβους ή εμβολή.
Η λύση ήρθε μέσα από δύο καινοτόμες προσεγγίσεις. Η πρώτη έχει τη μορφή ενός ενέσιμου αφρού που «φουσκώνει» μέσα στο σώμα. Σε συνεργασία με το εργαστήριο του Dr. Duncan Maitland, οι ερευνητές ενσωμάτωσαν τα νανοπυριτικά σωματίδια σε έναν ειδικό αφρό. Το υλικό παραμένει σταθερό μέσα στη συσκευή εφαρμογής, αλλά μόλις έρθει σε επαφή με τη θερμοκρασία του σώματος ενεργοποιείται. Όταν εγχέεται στο τραύμα, ο αφρός διαστέλλεται και γεμίζει πλήρως την πληγή, «σφραγίζοντας» τα κομμένα αγγεία και συγκρατώντας τα αιμοστατικά σωματίδια ακριβώς στο σημείο όπου χρειάζονται. Επειδή σχηματίζεται ένα ενιαίο σώμα, δεν υπάρχει κίνδυνος διασποράς σωματιδίων στην κυκλοφορία του αίματος.
Στο εργαστήριο του Ware οι ερευνητές ακολούθησαν μια εντελώς διαφορετική προσέγγιση, τις μικρο-κορδέλες. Αυτό το βιοϋλικό παρέχεται με τη μορφή πολλαπλών δομών που μοιάζουν με κορδέλες, καθεμία από τις οποίες καλύπτεται από νανοσωματίδια νανοπυριτικού άλατος που προάγουν την πήξη. Κάθε κορδέλα αποτελείται από δύο διαφορετικά υλικά, εκ των οποίων μόνο το ένα αντιδρά στη θερμοκρασία του σώματος. Μόλις βρεθούν μέσα στο τραύμα η μία πλευρά συστέλλεται προκαλώντας καμπύλωση. Πολλές τέτοιες κορδέλες μπλέκονται μεταξύ τους και σχηματίζουν μια βιολογική δομή παρόμοια με αφρό που παραμένει σταθερή στο σημείο της αιμορραγίας. Ακόμη κι αν μια κορδέλα αποσπαστεί, το μέγεθός της δεν επιτρέπει να ταξιδέψει μέσα από τα αγγεία, μειώνοντας τον κίνδυνο επικίνδυνων θρομβώσεων.
Ο τελικός στόχος των ερευνητών είναι να δημιουργήσουν μια συσκευή τόσο απλή, ένα κιτ που να μπορεί να χρησιμοποιηθεί άμεσα από τον ίδιο τον τραυματία ή από διασώστες στο πεδίο, χωρίς πολύπλοκα χειρουργικά εργαλεία.
«Δεν μπορείς να έχεις τα εξελιγμένα μηχανήματα του χειρουργείου στο πεδίο. Χρειάζεσαι κάτι που απλώς να δουλεύει, και να δουλεύει γρήγορα», σημειώνει ο Ware.
Εάν τα υλικά αυτά τελειοποιηθούν και συμπεριληφθούν στον εξοπλισμό των ασθενοφόρων ή μπουν στα σακίδια των στρατιωτών, θα μπορούν να σώσουν χιλιάδες ζωές. Όπως εκτιμούν οι ερευνητές, η διάσωση ακόμη και του 30–40% των θυμάτων αιμορραγικού σοκ θα αποτελούσε ένα τεράστιο επίτευγμα.
