Syntetiske stoffer Stop blødningen

Nanopartikler designet til at efterligne blodpladernes størkningsevne har vist sig hurtigt at reducere blødning hos gnavere med afskårne arterier. De syntetiske partikler, som klæber til kroppens egne blodplader, dæmper blødning mere effektivt end et koagulationspræparat, der i øjeblikket bruges til at dæmme op for ukontrolleret blodtab. Vi er med til at danne koaguleret, siger Erin Lavik , en bioingeniør ved Case Western University i Cleveland, der ledede forskningen.

lokker blodpropper: Et tværsnit af koagel ses her efter en skade på lårbenspulsåren. Muskelceller er vist med blåt; nanopartikler, der er designet til at binde sig til blodplader for at øge blodkoagulationen, er vist med grønt.

Hvis det lykkes i yderligere test, håber forskerne, at nanopartiklerne en dag kan blive injiceret kort efter en traumatisk skade af paramedicinere eller på slagmarken. Tidlige sikkerhedstests er lovende, men det har været en udfordring at udvikle sikre blodkoagulationsbehandlinger. Der er en balance mellem de to kanter af sværdet - bløder for meget og størkner for meget, siger Mortimer Poncz , en læge ved University of Pennsylvania Medical School i Philadelphia, som ikke var involveret i forskningen. Du vil ikke stoppe med at bløde i benet, men dø af et hjerteanfald eller få et slagtilfælde.

Ukontrolleret blødning er en væsentlig årsag til traumerelateret død. Eksisterende metoder til at dæmme blodtab er stort set begrænset til behandling af åbne sår eller til brug på operationsstuen. Ingen har vist sig at være effektive til at stanse indre blødninger før ankomst til et hospital.

Efter en traumatisk skade starter kroppen sin egen koagulationskaskade ved at aktivere blodplader. Disse skiveformede blodceller omdannes til spidse, klæbrige celler, der klæber til hinanden og til molekyler på skadestedet og danner en blodprop. Læger kan allerede forbedre koagulationsprocessen med lægemidler eller materialer, der inkorporerer molekyler i koagulationskaskaden. Et sådant lægemiddel er NovoSeven, et syntetisk protein afledt af et humant gen. Men dette lægemiddel er enormt dyrt og koster $10.000 til $30.000, og nogle traumekirurger stiller spørgsmålstegn ved dets effektivitet.

Forsøg på selv at efterligne blodplader har indtil videre været forgæves. Forskere har konstrueret røde blodlegemer og blodspecifikke proteiner til at binde sig til blodplader, men disse partikler kan opbygges i kapillærlejer, hvilket øger potentialet for [farlige blodpropper], siger Lavik.

Lavik og samarbejdspartner James Bertram, en kandidatstuderende ved Yale, har nu udviklet en nanopartikel, der er lille nok til at flyde uhindret gennem kapillærer. Det har også en blodplades specifikke klæbrighed. Partiklen er omkring en tredjedel af størrelsen af ​​en normal blodplade.

Hver partikel har en polymerkerne, der er belagt med polyethylenglycol (PEG) - et vandopløseligt molekyle, der forhindrer dem i at klæbe til hinanden eller til blodkarrene. PEG-molekylerne er også toppet med en peptidsekvens, der binder til aktiverede blodplader. Folk havde tidligere vist, at aktiverede blodplader binder til [denne sekvens], så vi optimerede kemien for at blotlægge molekylet, og præsentere dem for aktiverede blodplader, siger Lavik, der blev genkendt af Teknologigennemgang som TR35 Young Innovator i 2003.

Når de blev injiceret i blodbanen hos rotter med et hak i lårbensarterien - den store arterie i lårmusklerne - bandt nanopartiklerne aktiverede blodplader på skadestedet. Behandlingen halverede blødningstiden hos rotterne fra cirka fire minutter til to, hvilket viste sig mere effektivt end NovoSeven. Forskningen blev offentliggjort i denne uge i tidsskriftet Videnskab translationel medicin .

Lavik siger, at de to behandlinger kan vise sig at være komplementære. NovoSeven, siger hun, arbejder for at hjælpe med at opbygge det fibrinnetværk, der er afgørende for at opbygge blodpropper. Måske kunne de syntetiske blodplader hjælpe med at begynde at opbygge blodproppen, og stoffet kan hjælpe med at stabilisere den.

Det lyder som om det har potentialet til at være nyttigt til at kontrollere blødninger på slagmarken, siger John Weisel , en biolog ved Penn Medical School, som ikke var involveret i forskningen.

Tidlige undersøgelser tyder på, at nanopartiklerne er sikre, et stort problem for behandlinger, der forbedrer blodpropper. Ved at studere fluorescensmærkede versioner af nanopartiklerne fandt forskerne ud af, at partiklerne let fjernes fra kroppen. Og partiklerne akkumuleres ikke i ikke-skadet væv, såsom lunger eller nyrer, for at danne farlige blodpropper. Ved meget høje doser - en koncentration næsten for tyk til at bevæge sig gennem sprøjten, siger Lavik - udløste partiklerne vejrtrækningsproblemer hos nogle dyr. Men så høj en dosis er ikke nødvendig for at skabe fordele ved blodpropper, siger hun.

Ikke desto mindre er der behov for omfattende test, før partiklerne kan bruges i mennesker. Den tidlige forskning ser meget lovende ud, men det menneskelige system er anderledes end en rottes, siger Rutledge Ellis-Behnke, en forsker ved MIT. Man skal passe på, at disse ikke dækker indersiden af ​​lungerne og reducerer mængden af ​​iltoverførsel til røde blodlegemer.

Forskere planlægger at teste partiklerne i større dyr, som mere nærmer sig det menneskelige kredsløb, samt i forskellige typer skader, såsom dem, der efterligner de eksplosionsskader, der er særligt almindelige blandt tropper i Irak og Afghanistan.

skjule