Jauns aerosols pulveris aptur dzīvībai bīstamu asiņošanu vienā sekundē

Pārmērīgs asins zudums ir galvenais nāves cēlonis kaujas ievainojumu gadījumos, padarot ātru asiņošanas kontroli par vienu no lielākajiem izaicinājumiem kaujas lauka medicīnā. Pētnieki no Korejas Zinātnes un tehnoloģiju institūta (KAIST), tostarp armijas majors, izstrādājuši jaunas paaudzes aerosolizējamu pulveri, kas spēj apturēt smagu asiņošanu aptuveni vienā sekundē. Inovācija varētu būtiski uzlabot izdzīvošanas iespējas ievainotiem karavīriem, kā arī piedāvāt plašas iespējas civilās ārkārtas medicīnas jomā.

Pētnieku grupa, ko vadīja profesors Stīvs Parks no KAIST Materiālzinātnes un inženierijas nodaļas un profesors Sangjongs Džons no Bioloģijas zinātņu nodaļas, izveidoja pulverveida hemostatisku līdzekli, kas, izsmidzinot uz brūces, ātri pārvēršas spēcīgā hidrogela barjerā. Tā kā projektā tieši piedalījās armijas majors, tehnoloģija tika izstrādāta, ņemot vērā reālos kaujas apstākļus. Pulveris sacietē gandrīz acumirklī, paliek stabils uzglabāšanas laikā un ir ātri izmantojams pat prasīgā vidē, piemēram, kaujas zonās un katastrofu rajonos.

Pulveris dziļām un sarežģītām brūcēm

Tradicionālie plāksteru tipa hemostatiskie produkti ir plaši izmantoti medicīnā, taču to plakanā forma apgrūtina to uzklāšanu dziļām, neregulārām vai sarežģītām brūcēm. Tie var būt arī jutīgi pret temperatūru un mitrumu, radot problēmas uzglabāšanā un lietošanā lauka apstākļos. Lai pārvarētu šos ierobežojumus, pētnieki izstrādāja pulveri, kas spēj pielāgoties dažādu formu un izmēru brūcēm.

AGCL pulvera darbība

Jaunais materiāls, nosaukts par 'AGCL pulveri', apvieno vairākas dabiskas, bioloģiski saderīgas sastāvdaļas: alginātu un gellāna sveķus (reaģē ar kalciju, nodrošinot ātru gelēšanos un fizisku noblīvēšanu) un hitozānu (saistās ar asins komponentiem, pastiprinot ķīmisko un bioloģisko hemostāzi). Pulverim nonākot saskarē ar asinīm, tas reaģē ar kalcija katjoniem un aptuveni sekundes laikā pārvēršas želejā, ātri noblīvējot brūci. Tā trīsdimensiju iekšējā struktūra ļauj pulverim absorbēt vairāk nekā septiņas reizes savu svaru asiņu (725%), kas ļauj ātri bloķēt asins plūsmu pat smagas, augsta spiediena asiņošanas laikā. Pēc pētnieku teiktā, materiāls pārspēja komerciāli pieejamos hemostatiskos līdzekļus, sasniedzot adhēzijas stiprumu virs '40 kPa', kas ir pietiekami, lai izturētu spēcīgu rokas spiedienu.

Drošības un dzīšanas rezultāti

AGCL pulveris ir pilnībā izgatavots no dabīgiem materiāliem. Laboratorijas testi uzrādīja hemolīzes līmeni zem 3%, šūnu dzīvotspēju virs 99% un antibakteriālo efektu 99,9%, kas norāda, ka tas ir drošs saskarē ar asinīm. Dzīvnieku pētījumos tika novērota ātra brūču dzīšana, kā arī uzlabota asinsvadu un kolagēna atjaunošanās. Aknu ķirurģijas eksperimentos pulveris samazināja gan asins zudumu, gan laiku, kas nepieciešams asiņošanas apturēšanai, salīdzinot ar komerciālajiem hemostatiskajiem produktiem. Aknu darbība atgriezās normālā stāvoklī divu nedēļu laikā pēc operācijas, un pētnieki neatrada sistēmiskas toksicitātes pazīmes.

Vēl viena svarīga priekšrocība ir izturība. Pulveris saglabāja savu efektivitāti divus gadus istabas temperatūras un augsta mitruma apstākļos, ļaujot to izmantot nekavējoties smagos militāros vai katastrofu apstākļos.

Iespējas ārpus kaujas lauka

Lai gan tehnoloģija sākotnēji tika izstrādāta valsts aizsardzības vajadzībām, pētnieki uzskata, ka tai var būt plašas iespējas ārkārtas medicīnā, tostarp katastrofu reakcijā, veselības aprūpē jaunattīstības valstīs un medicīniski mazapkalpotos reģionos. Projekts tiek uzskatīts par reprezentatīvu atvasināta tehnoloģijas gadījumu, kur aizsardzības pētījumi pielāgoti civilai lietošanai. Papildus ārkārtas kaujas lauka ārstēšanai tehnoloģija var būt noderīga arī asiņošanas kontrolei iekšējo operāciju laikā.

Pētījums saņēma atzinību gan par zinātnisko inovāciju, gan aizsardzības vērtību, iegūstot 2025. gada KAIST Q-Day prezidenta balvu, kā arī Aizsardzības ministra balvu 2024. gada KAIST-KNDU Nacionālās aizsardzības akadēmiskajā konferencē. Pētījumu vadīja KAIST doktorants Kjusuns Parks (armijas majors) un doktorants Jongdžu Sons profesora Stīva Parka un profesora Sangjonga Džona uzraudzībā. Tas tika publicēts tiešsaistē 2025. gada 28. oktobrī starptautiskajā žurnālā Advanced Functional Materials (IF 19.0), kas specializējas ķīmijā un materiālu inženierijā. Pētījumu atbalstīja Korejas Nacionālais pētniecības fonds (NRF).