Microgelurile injectabile contribuie la reducerea riscului de sângerare în timpul intervențiilor chirurgicale la sugari
Cercetătorii biomedicali au dezvoltat un microgel injectabil destinat să reducă sângerarea la sugarii care necesită intervenții chirurgicale.
Într-un model animal, microgelul conceput a redus sângerarea cu cel puțin 50%.
La adulți, procesul de hemostază oprește sângerarea din vasele de sânge rănite, însă hemostaza la sugari diferă semnificativ de cea de la adulți. Această diferență poate provoca probleme în cazul în care sugarii necesită intervenții chirurgicale pentru probleme medicale semnificative.
În astfel de intervenții, pacienții primesc de obicei sânge de la donatori adulți pentru a compensa pierderile de sânge în timpul operației.
Problema este că administrarea sângelui de adult unui sugar poate genera o reacție de coagulare excesivă, crescând riscul de tromboză, în care cheagurile de sânge se formează în plămâni sau în alte părți ale corpului, punând astfel viața bebelușului în pericol.
Ashley Brown, co-autor al unui studiu pe această temă, a declarat: „Echipa mea de cercetare a realizat multe studii legate de sângerarea asociată intervențiilor chirurgicale la nou-născuți și ne-am dorit să dezvoltăm o intervenție terapeutică care să reducă sângerarea și, implicit, să minimizeze necesitatea transfuziei de sânge de adult în timpul operației.”
În acest scop, cercetătorii au creat un material numit microgeluri activate B-knob (BK-TriGs).
„Fibrina este principala proteină de coagulare din sângele uman,” a explicat Brown. „Există o secvență scurtă de aminoacizi numită ‘B peptide’ care leagă moleculele de fibrină pentru a forma cheaguri de sânge acolo unde sunt necesare – iar aceste peptide B joacă un rol esențial în hemostaza la sugari. BK-TriGs sunt particule concepute care sunt acoperite cu aceste peptide B.”
Particulele pot absorbi apă și se transformă în hidrogeluri elastice, imitând proprietățile mecanice ale plaquetelor naturale, maximizând astfel capacitatea peptidei B de a forma rețele de fibrină și de a opri sângerarea.
Cercetătorii au testat inițial BK-TriGs utilizând dispozitive microfluidice pentru a efectua teste in vitro, observând cum afectează microgelurile coagularea în plasma sanguină de la adulți și sugari.
„Am descoperit că BK-TriGs au funcționat mai bine în îmbunătățirea coagulării sângelui în plasma de sugar decât în plasma de adult, ceea ce era de așteptat,” a afirmat Brown.
Pentru a evalua mai departe eficiența BK-TriGs, cercetătorii au colaborat cu șoareci de laborator modificați genetic, care nu produceau fibrinogen, precursorul fibrinei. Aceasta a permis introducerea fibrinogenului de sugar în șoareci, astfel încât aceștia să prezinte o formă de hemostază similară cu cea a sugărilor.
„Am constatat că BK-TriGs au depășit orice altă opțiune testată în reducerea pierderii de sânge,” a spus Brown. „Specifically, BK-TriGs au redus pierderea de sânge cu 50-60% comparativ cu grupul de control.”
Următorii pași în această cercetare sunt compararea BK-TriGs cu alte terapii hemostatice disponibile pe piață, fie utilizate individual, fie în combinație cu BK-TriGs.
„Rezultatele pe care le raportăm aici sunt promițătoare, dar suntem încă departe de utilizarea clinică,” a adăugat Brown. „Trebuie să ne asigurăm că nu există riscuri neprevăzute asociate cu coagularea sângelui.”
„Însă, dacă descoperim că BK-TriGs sunt sigure și eficiente, suntem optimiști că aceasta ar putea fi o metodă rentabilă de a face intervențiile chirurgicale mai sigure pentru sugari. Producția particulelor BK-TriG ar fi relativ ieftină – cu siguranță în comparație cu produsele sanguine.”
Studiul, intitulat „Microgeluri hemostatice activate B-knob (BK-TriGs) pentru a aborda sângerarea la nou-născuți,” va fi publicat pe 3 aprilie în revista Science Advances. Co-autor al lucrării este Michael Daniele, profesor de inginerie electrică, inginerie computerizată și inginerie biomedicală la NC State. Primul autor al lucrării este Nooshin Zandi, cercetător postdoctoral în cadrul Departamentului Comun de Inginerie Biomedicală. Printre co-autori se numără Kimberly Nellenbach, fost postdoc în departamentul comun; Connor Moore, student la nivel de licență în departament; Julia Storch, fost student la NC State; precum și Sara Abrahams și Matthew Flick de la Centrul de Cercetare a Sângelui UNC.
Cercetarea a fost realizată cu sprijinul Asociației Americane a Inimii, prin grantul 22TPA969368; al Fundației Naționale pentru Știință prin grantul 2211404; și al Institutului de Medicină Comparativă de la NC State.
Brown este cofondator al Selsym Biotech, Inc., care dezvoltă materiale injectabile destinate să oprească sângerarea.
