可注射的水凝膠繃帶可以拯救生命在戰(zhàn)場上

德克薩斯A&M大學(xué)的研究人員開發(fā)的可注射繃帶有助于促進(jìn)潛在致命穿透性傷口的血液凝固和愈合。來自得克薩斯A&M大學(xué)的靈感納米材料和組織工程實(shí)驗(yàn)室的一個團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種可注射的水凝膠繃帶，可以阻止深部傷害的出血，例如戰(zhàn)場上士兵所遭受的傷害，并促進(jìn)更快的愈合。研究人員發(fā)現(xiàn)，水凝膠可將凝血時(shí)間從5分鐘縮短至6分鐘至約2分鐘，這可能是生與死之間的差異。

使用常用于制備糕點(diǎn)的膠凝劑，研究人員創(chuàng)造了可注射水凝膠，可促進(jìn)止血 - 止血的過程 - 并通過控制釋放療法幫助治愈傷口。

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德克薩斯A&M大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系助理教授Akhilesh Gaharwar告訴設(shè)計(jì)新聞，“由于出血造成的死亡率很高，因此需要快速自我管理防止因失血過多導(dǎo)致死亡的材料。”。“雖然在過去十年中止血的發(fā)展取得了進(jìn)展，但現(xiàn)有材料在愈合內(nèi)傷中的表現(xiàn)并不令人滿意。”

Gaharwar和他的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的水凝膠由生物活性納米硅酸鹽和稱為kappa角叉菜膠的天然多糖組成。“納米硅酸鹽是由鎂，硅酸鹽，鈉和鋰等礦物質(zhì)制成的圓盤狀納米顆粒，而卡帕角叉菜膠是食品工業(yè)和烹飪中眾所周知的增稠劑，”Gaharwar解釋說。

Gaharwar說，一旦注射，水凝膠即剪切變稀的凝膠，像液體一樣流入傷口。一旦移除力 - 即注射壓力完成 - 凝膠在人體內(nèi)固化。

“一旦注入體內(nèi)，凝膠就會與血液接觸，”Gaharwar說。“血液中存在的成分，如血漿蛋白和血小板，會被水凝膠表面吸引。一旦它們附著在水凝膠表面，血小板就會被活化，并在血漿蛋白的幫助下啟動凝血過程。“

Gaharwar說，開發(fā)新的傷口處理技術(shù)是一個新興領(lǐng)域，其重點(diǎn)是通過加快愈合來提高愈合效率。雖然目前的方法依賴于身體自身的治療能力，但Gaharwar解釋說，使用生物制劑 - 如蛋白質(zhì)和生長因子 - 可以顯著提高身體更快地愈合傷口的能力。

然而，這些生物制劑必須緩慢釋放，以便身體有時(shí)間對其作出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)，Gaharwar和他的團(tuán)隊(duì)在注射繃帶中實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)。“這種緩釋生物制劑的過程可以提高身體的自然愈合能力，”他說。該產(chǎn)品專為極端條件而設(shè)計(jì)，特別適用于內(nèi)傷，但可通過調(diào)整凝膠的化學(xué)成分通過噴霧進(jìn)行局部應(yīng)用。

Gaharwar說，可注射繃帶有一些關(guān)鍵優(yōu)勢，不僅可以在戰(zhàn)場上廣泛使用，而且還可以用于需要快速愈合的其他情況，例如手術(shù)后。一個優(yōu)點(diǎn)是成本，因?yàn)橛糜谥圃焖z的原料便宜且容易獲得。“要制造1毫升可注射繃帶，可能要花1美元，”加哈瓦爾說。“如果我們批量準(zhǔn)備，那么總成本將非常低 - 每毫升10美分。”

他們補(bǔ)充說，水凝膠的另一個方面是它們適合各種應(yīng)用，它們可以在室溫下儲存很長時(shí)間。“不需要冷鏈儲存，因此可以在偏遠(yuǎn)地區(qū)使用戰(zhàn)場等極端條件。“

Gaharwar和他的研究團(tuán)隊(duì)正計(jì)劃在對人類患者進(jìn)行臨床使用之前參與可注射繃帶的臨床前試驗(yàn)。