Designer Blutgerinnsel helfen könnte Verletzte Soldaten auf dem Schlacht

Die, die Bildung auf dem Schlachtfeld beginnt direkt nach einer Verletzung - Wenn es um die Heilung der schrecklichen Wunden des Krieges kommt , kann den Erfolg im ersten Blutgerinnsel Scharnier .

Wissenschaftler erforschen die komplexen Strom von zellulären Signalen vom Körper als Reaktion auf eine traumatische Verletzung produziert glauben, dass die erste Reaktion - Bildung eines Blutgerinnsels - können nachfolgende Heilung zu steuern. Mit Hilfe dieser Informationen , werden sie die Entwicklung neuer Biomaterialien, einschließlich künstlicher Blutplättchen mit regulatorischen Chemikalien, die in einer Einspritzvorrichtungberücksichtigt werden konnten die Größe eines iPhone geschnürt . Soldaten im Einsatz verwundet könnten das Gerät verwenden, um sich selbst zu behandeln und hilft Kontrolle Blutungen, die Stabilisierung der Verletzung und die richtigen Weichen für die Heilung.

Bildung von "Designer" Blutgerinnsel aus den künstlichen Blutplättchen würde um den gleichen Faktor , dass der Körper die natürliche Gerinnungsprozesseinitiiert ausgelöst werden. In Tiermodellen reduziert die synthetischen Plättchen Gerinnungszeit von etwa 30 Prozent , wenn die Materialien noch nicht beim Menschen getestet.

" Die Idee ist, auf dem Schlachtfeld Technologien, die ein Biomaterial in der Lage zu finden, wo die Blutung geschieht und vermehren die körpereigenen Gerinnungsprozesseliefern würde ", sagte Thomas Barker, ein Junior-Professor in der Wallace H. Coulter Department of Biomedical Engineering an Georgia Tech und Emory University . " Gleichzeitig würde das Material zu helfen, weisen Sie den Biochemie und Biophysik des Gerinnsels Struktur, die anschließende Heilung anzuwenden wäre . "

Barker präsentiert Informationen über die Forschung in einem Briefing auf der Jahrestagung der Amerikanischen Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften (AAAS ) . Die Forschung hat sich zum Teil durch die National Institutes of Health (NIH) gefördert worden ist, durch das US Department of Defense durch das Center for Advanced Bioengineering für Soldat Überlebensfähigkeit an der Georgia Tech und von einem American Heart Association Postdoktoranden-Stipendium an Ashley Brown, ein Postdoc- Kerl an dem Projekt arbeiten .

Nach einer Verletzung , ist die kritische Notwendigkeit , um die Blutung zu stoppen. Aber wie traumatische Verletzungen zu heilen , die sie produzieren häufig erhebliche Narbenbildung , die schwierig zu behandeln ist . Georgia Tech Forscher sind auf beiden Seiten des Problems zu arbeiten , die Entwicklung von Zellsignalisierungstechniken, die den Kopf kann aus der Bildung von Narben - sowie Techniken zur Adressierung der Fibrose , die oft ist die langfristige Ergebnis. Darüber hinaus hilft die Blutung zu stoppen , würden die synthetischen Plättchen regulatorischen Chemikalien entwickelt, um Narbenbildung zu verhindern, zu liefern.

" Das Blutgerinnsel tatsächlich endet die Leitung , wie der gesamte Prozess der Wundheilung auftreten wird ", sagte Barker . "Die erste Gerinnselmatrixweist sehr spezifische zelluläre Verhaltensweisen, die Folgen für die nächste Welle der Zellen, die in kommt zu bestimmten Arbeitsplätzen , die Folgen für die nächste Welle der Zellen zu tun haben. Wenn wir das Anfangs Gerinnsel zu ändern , kann es die drei werden dimensionale Matrix benötigt, um die regenerierten oder repariert Gewebe zu bauen. "

Die synthetischen Plättchen , von winzigen Strukturen als Hydrogele bekannt , könnte in die Blutbahn , wo sie zirkulieren , bis sie durch die körpereigenen Gerinnungsprozesseaktiviert injiziert werden. Einmal aktiviert, die Partikel ", die etwa einem Mikrometer im Durchmesser sind - . Würde Form zu ändern , die Umstellung auf einen dünnen Film , der Dichtung Wunden helfen würde, diese Hydrogele entwickelt wird Barker mit Andrew Lyon , ein Professor in Georgia Tech School of Chemistry der Zusammenarbeit und Biochemie .

Der Blutkreislauf enthält Proteine ​​wie Fibrinogen bekannt, daß der Vorläufer für Fibrin sind , das Polymer, das die Grundstruktur stellt für natürliche Blutgerinnseln. Wenn sie die richtigen Signale von einem Protein mit der Bezeichnung Thrombin zu erhalten, polymerisieren diese Vorläufer an der Stelle der Blutung . Um unbeabsichtigte Aktivierung ihrer synthetischen Plättchen zu verhindern, verwenden die Forscher die gleichen Auslöser.

Die Forscher folgten ein Verfahren, wie die molekulare Evolution , einen Antikörper, der an den Hydrogelen befestigt konnten, um ihre Form zu bewirken, zu ändern, wenn sie stoßen Thrombin-aktivierten Fibrinbildung zu entwickeln bekannt. Der resultierende Antikörper hat eine hohe Affinität für den polymerisierter Form von Fibrin und eine geringe Affinität für den Vorläufer .

" Wir wussten, dass das Molekül, das wir wollten, und wir wussten, dass die Domänen , die für die Anerkennung waren ", sagte Barker . " Primäres Konzept war die Fähigkeit , eine aktive Erzeugungs Gerinnsel aus dem löslichen , inaktiven Vorläufers zu erkennen. "

Die künstlichen Blutplättchen wurden bisher bei Ratten getestet und separat unter Verwendung von in vitro simuliert endothelial -Systeme im Labor von Wilbur Lam , Assistant Professor an der Emory University in Atlanta . Obwohl die Arbeit ist ein langer Weg von einem Gerät, auf dem Schlachtfeld eingesetzt werden könnten , sieht Barker Übergang der Forschung, um ein Startup -Unternehmen, das die Technologie, um die Überlebensfähigkeit für verwundete Soldaten zu verbessern.

"Du könntest es wörtlich in der Tasche jeden Soldaten , der ihn knallen könnte , wenn nötig zu haben", erklärt Barker . " Wenn die Nadel ausgefahren wird, würde man das Paket von gefriergetrockneten Teilchen zu brechen. Die Vorrichtung würde dann auf den Unterleib , in der die Teilchen in den Blutstrom injiziert werden, platziert werden. Sie würden zirkulieren inaktiv, bis sie die Einleitung der Gerinnung auftreten . "

Sobald die Blutung gestoppt wurde , konnte Zytokine und entzündungshemmenden Verbindungen innerhalb des "Designer" Gerinnsel zu ermitteln, die den Phänotyp , der durch die Heilung Zellen angenommen werden sollte und zu regulieren ihr Verhalten. Das wäre die Voraussetzung für die anschließende Heilungsprozess gesetzt .

Um zu helfen Soldaten , die bereits unter den Auswirkungen der Fibrose - die Kontraktion des Narbengewebe - die Forscher entwickeln ein Polymer , dem ein natürliches Peptid gebunden ist . Das Peptid hilft bei der Regulierung die Reparatur , die Narben produziert und könnte letztlich dazu beitragen, oder umgekehrt die Auswirkungen der Fibrose . Die Technik hat die Auswirkungen der Lungenfibrose in einem Tiermodell umgekehrt.

Obwohl die Forschung konzentriert sich auf die Bedürfnisse der Soldaten auf dem Schlachtfeld verletzt , konnten viele der Technologien schließlich finden die zivile Nutzung . Da die künstlichen Blutplättchen nur zu aktivieren, wenn die Begegnung thrombinaktivierten Fibrin , konnten sie durch Rettungssanitäter der Behandlung von Patienten , bei denen innere Blutungen vermutet werden , sagte Barker .