Emorragia-Immagine:il nuovo adesivo medico è stato ispirato dai vermi piatti.Creditr Public Domain.
I ricercatori della McGill University hanno creato un adesivo medico ispirato alla natura che potrebbe salvare vite umane.
Circa 2 milioni di persone ogni anno in tutto il mondo muoiono per emorragia o perdita di sangue. Più del 30% dei decessi per trauma sono causati da emorragie incontrollate. Per fermare l’emorragia, i medici spesso esercitano una pressione sulla ferita e la sigillano con colla medica. Ma cosa succede quando esercitare pressione è impegnativo o può peggiorare le cose? O la superficie della ferita è troppo sanguinante per la utilizzare la colla? Ispirandosi alla natura, i ricercatori della McGill University hanno creato un adesivo medico che potrebbe salvare vite umane, modellato sulle strutture trovate in organismi marini come cozze e vermi piatti.
L’emorragia non comprimibile è una sfida clinica insoddisfatta che spiega l’elevata mortalità nei traumi. I rapidi flussi di sangue pressurizzato in caso di emorragia compromettono la funzione e l’integrità degli agenti emostatici e l’adesione dei sigillanti bioadesivi. In questo studio i ricercatori riportano il design e le prestazioni di bioadesivi microstrutturati bioispirati, formati con uno xerogel duro macroporoso infuso con liquidi funzionali. Lo xerogel può assorbire rapidamente i fluidi interfacciali come il sangue intero e promuovere la coagulazione del sangue, mentre i liquidi infusi facilitano il legame interfacciale, la sigillatura e la funzione antibatterica.
Spiegano gli autori:
“In natura, alcuni organismi marini aderiscono a superfici biosporche con adesivi che presentano un’architettura microstrutturale e liquido infuso. Gli esempi includono placche di cozze con struttura microporosa e platelminti con canali ghiandolari per lo stoccaggio e la consegna di liquidi adesivi. Questi bioadesivi microstrutturati contrastano con bioadesivi utilizzati clinicamente come cianoacrilato, colle di fibrina e bioadesivi a base di idrogel, che mancano di strutture porose e liquido infiltrato. Gli adesivi a base di catecolo, ispirati alle cozze, formano una modesta adesione all’umido, ma non imitano nemmeno le strutture porose. Tali design non strutturati/omogenei potrebbero evitare perdite e favorire la tenuta, ma a loro volta limitare la capacità di assorbire e manipolare il fluido interfacciale. Tale limitazione è dannosa in condizioni di emorragia, poiché il sangue rapidamente pressurizzato può lavare via gli agenti emostatici e distruggere eventuali coaguli di sangue mal formati che sono intrinsecamente fragili. Sebbene i fluidi interfacciali inibiscano l’adesione dei materiali, i bioadesivi non strutturati non possono rimuovere rapidamente tali fluidi a causa del lento processo di diffusione e dei grandi componenti del sangue, anche se si utilizza una matrice secca e/o un liquido idrorepellente . L’assorbimento e la resistenza ai flussi sanguigni pressurizzati è quindi fondamentale per le tecnologie emostatiche nel trattamento dell’emorragia non comprimibile.
a Illustrazione schematica di organismi marini che contengono micropori interconnessi per l’adesività e il trasporto di reagenti liquidi.
Ispirati agli adesivi microstrutturati presenti in natura, qui proponiamo sigillanti a base di bioadesivi microstrutturati a infusione liquida (LIMB) per arrestare l’emorragia non comprimibile. Tali bioadesivi possono rapidamente assorbire e coagulare il sangue intero formando una forte bioadesione, senza necessità di compressione, per resistere alla pressione sanguigna e sigillare i siti di sanguinamento. Dimostriamo un’efficacia emostatica significativamente migliorata e la biocompatibilità di LIMB in ratti e maiali rispetto alle controparti utilizzate clinicamente. LIMB può anche essere rimosso istantaneamente su richiesta senza causare risanguinamento“.
La loro sinergia consente ai bioadesivi di formare una forte adesione su tessuti umani e suini ex vivo e diverse superfici ingegnerizzate senza la necessità di compressione, nonché la rimozione istantanea su richiesta e la stabilità di conservazione. Dimostrano un’efficacia emostatica e una biocompatibilità significativamente migliorate nei ratti e nei maiali rispetto alle controparti non strutturate e ai prodotti commerciali. Questo lavoro apre nuove strade per lo sviluppo di bioadesivi e sigillanti emostatici.
“Quando viene applicato al sito sanguinante, il nuovo adesivo utilizza l’aspirazione per assorbire il sangue, liberare la superficie per l’adesione e legarsi al tessuto fornendo un sigillo fisico. L’intero processo di applicazione è rapido e privo di pressione, il che è adatto a situazioni di emorragia non comprimibile, che sono spesso pericolose per la vita “, afferma l’autore principale dello studio Guangyu Bao, dottorando di ricerca recentemente laureato. studente sotto la supervisione del Professor Jianyu Li del Dipartimento di Ingegneria Meccanica.
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Mettendo alla prova la nuova tecnologia, i ricercatori hanno scoperto che l’adesivo favorisce la coagulazione del sangue. L’adesivo può anche essere rimosso senza causare risanguinamento o addirittura lasciato all’interno del corpo per essere assorbito.
“Il nostro materiale ha mostrato una sicurezza migliore e un’efficienza di controllo del sanguinamento rispetto ad altri prodotti commerciali. Oltre il nostro materiale potrebbe un giorno sostituire le suture delle ferite o fornire farmaci per effetti terapeutici”, afferma l’autore senior, il Professor Jianyu Li.
Fonte: Nature
