Искусственные тромбы помогут останавливать кровотечения
Ученые разработали коктейль, имитирующий естественную работу тромбоцитов и белков при образовании тромба. Роль клеток играют наночастицы, а вместо белка используется полимер. При тяжелых кровотечениях их достаточно инъецировать в организм, чтобы надежно и оперативно блокировать повреждения сосудов.
Любое нарушение целостности сосудов было бы чревато тяжелыми потерями крови, если бы в оно не запускало механизмы свертывания крови. Это сложный каскад реакций с участием тромбоцитов и белка фибрина ведет к образованию тромба, который закупоривает повреждение и запускает процессы заживления. Однако при тяжелых травмах, особенно внутренних, естественная реакция не успевает справиться со своей задачей. Глобальная смертность от потери крови достигает более 2,5 миллиона человек в год.
Помочь в таких экстренных ситуациях может новая двухкомпонентная система, разработанная учеными из Массачусетского технологического института (MIT). Она включает полимеризующийся материал и наночастицы, сочетание которых позволяет имитировать обычный процесс образования тромба. Инъекция такого состава в рану приводит к быстрому и надежному закрытию повреждения. Об этом рассказывается в статье, опубликованной в журнале Advanced Healthcare Materials.
Паола Хэммонд (Paula Hammond) и ее коллеги отметили, что при сильной кровопотере и больших ранах в организме остается недостаточно тромбоцитов и фибрина, чтобы блокировать все повреждения. Это навело ученых на мысль о создании искусственных заменителей, способных выполнять функции этих клеток и белков.
Роль тромбоцитов в их системе играют наночастицы, впервые опробованные в 2022 году. Они представляют собой сферы диаметром 140-220 нанометров, сделанные из PEG-PLGA — сополимера на основе полиэтиленгликоля. При этом на их поверхности закреплены функциональные группы — короткие пептидные цепочки GRGDS. Благодаря им наночастицы способны взаимодействовать с тромбоцитами, которые скапливаются и активируются в месте повреждения сосудов.
Теперь ученые дополнили их другой функциональной группой, позволяющей взаимодействовать со вторым компонентом системы. Этот компонент — укороченные цепочки того же полиэтиленгликоля. Встречаясь с такой молекулой, наночастицы связывают их, в итоге образуя густую сеть, напоминающую сеть природного фибрина, стабилизированного тромбоцитами. Что важно, полиэтиленгликоль полностью биосовместим и не вызывает заметной реакции со стороны иммунной системы.
Чтобы испытать такой коктейль, Хэммонд и ее соавторы провели эксперименты на мышах с внутренними кровотечениями. В кровеносную систему животным вводили оба компонента и показали, что они действительно накапливаются в месте повреждения и эффективно блокируют его. При этом ученые заметили еще одно важное преимущество таких искусственных тромбов.
Дело в том, что при опасных травмах и сильной кровопотере медики часто вносят в организм большие количества физраствора или других жидкостей, которые помогают поддержать давление. Эти жидкости могут растворять только что образовавшиеся тромбы и сводить на нет всю работу организма по срочному заживлению раны. А вот искусственные тромбы, сложенные из полиэтиленгликоля, к такому действию нечувствительны. Это даст врачам больше времени на то, чтобы безопасно транспортировать пострадавшего в клинику и начать полноценное лечение.
