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Das ultimative Pflaster
MIT-Ingenieure haben eine biologische Beschichtung im Nanomaßstab entwickelt, die Blutungen fast augenblicklich stoppen kann, ein Fortschritt, der die Überlebensraten von verletzten Soldaten dramatisch verbessern könnte.
Die Forscher unter der Leitung von Chemieingenieur-Professorin Paula Hammond '84, PhD '93, beschichteten Schwämme mit einem Spray, das Thrombin enthält, ein Gerinnungsprotein, das im Blut vorkommt. Die Schwämme können stabil gelagert und von Soldaten oder Sanitätern getragen werden, und sie könnten sich auch in zivilen Krankenhäusern als wertvoll erweisen.
Die Möglichkeit, das Blutgerinnungsmittel einfach in dieses Schwammsystem zu verpacken, ist sehr attraktiv, weil man es verpacken, lagern und dann schnell herausziehen kann, sagt Hammond. Die Schwämme können auch an jede Wunde angepasst werden.
Unkontrollierte Blutungen sind die Hauptursache für vermeidbare Traumata auf dem Schlachtfeld. Herkömmliche Methoden zur Blutstillung, wie zum Beispiel Tourniquets, sind für den Hals und viele andere Körperteile nicht geeignet. Neuere Erfindungen wie Fibrinverbände und -kleber haben eine kurze Haltbarkeit und können eine nachteilige Immunantwort verursachen, und Zeolithpulver aus sehr absorbierenden Mineralien sind unter windigen Bedingungen schwer aufzutragen und können schwere Verbrennungen verursachen. Verbände aus Chitosan, einem Derivat des primären Strukturmaterials von Schalentier-Exoskeletten, haben einige Erfolge erzielt, können jedoch bei komplexen Wunden schwierig zu formen sein.
Hammonds Team hatte die Idee, vorhandene, hochsaugfähige Gelatineschwämme mit abwechselnden nanoskaligen Schichten aus Thrombin und Gerbsäure zu beschichten, einem kleinen Molekül, das natürlicherweise in Tee vorkommt. Dieser Ansatz ermöglichte es, eine große Menge Thrombin in die Schwämme zu packen, sogar die inneren Poren zu überziehen, und trug dazu bei, das Thrombin in einer stabilen Form zu schützen. Nach dem Besprühen wurden einige Schwämme vor der Verwendung länger als einen Monat gelagert.
Jetzt haben wir eine Alternative, die ohne großen Druck verwendet werden kann und sich an eine Vielzahl von Wunden anpassen kann, weil die Schwämme so formbar sind, sagt Anita Shukla, PhD ‘11, Erstautorin von an Fortgeschrittene Werkstoffe Papier, das die Forschung beschreibt.
Die Forscher, deren Arbeit vom Institute for Soldier Nanotechnologies des MIT unterstützt wird, haben diese Technologie und ähnliche Schwämme, die mit dem Antibiotikum Vancomycin beschichtet sind, zum Patent angemeldet. Hammonds Labor arbeitet nun daran, die blutgerinnenden und antibiotischen Eigenschaften in einem einzigen Schwamm zu kombinieren.