Sin la atención médica adecuada, las colisiones de tráfico, los accidentes laborales graves o las heridas de bala pueden provocar una hemorragia mortal.
Los investigadores de la Universidad de Florida Central pretenden detener este tipo de hemorragias en situaciones potencialmente mortales con un nuevo vendaje hemostático similar a una esponja con eficacia antimicrobiana que desarrollaron y publicaron recientemente en la revista As se detalla en una investigación publicada. Ciencia de los biomateriales.
“Lo que sucede en el campo o durante un accidente se debe a un sangrado excesivo, los pacientes pueden morir”, dice Kosik Mukhopadhyay, profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales en la UCF y coautor del estudio. “Estas muertes suelen ocurrir entre los primeros 30 minutos y una hora. Nuestra idea era desarrollar una solución muy simple que tuviera eficacia hemostática en ese tiempo. Si se puede salvar al paciente, el médico y las enfermeras pueden salvar a los pacientes”.
Química y Mecanismos
El método que desarrollaron Mukhopadhyay y su equipo se llama SilFoam porque tiene más espuma que las vendas tradicionales. SilFoam es un gel líquido que contiene siloxanos (silicio y oxígeno) que se administra a través de una jeringa especial de dos cámaras que se expande rápidamente hasta formar una espuma esponjosa al exponerse a la herida en un minuto. La esponja aplica presión en el lugar del parto para detener el sangrado y al mismo tiempo actúa como agente antibacteriano debido al óxido de plata que contiene.
Por cada cinco mililitros de gel inyectados, se pueden esperar unos 35 mililitros de expansión, dice Mukhopadhyay.
“Cada vez que sangras profusamente o sangras, debes aplicar presión en la parte superior y detener el sangrado”, dice. “Entonces, lo que hemos hecho aquí es exactamente lo mismo. En lugar de poner una mano, la hemos inyectado y crea una gran expansión”.
Mukhopadhyay y sus colegas descubrieron que la esponja también se retiraba con más suavidad.
“Las propiedades adhesivas de esta tira están optimizadas para que los vasos pequeños no se rompan cuando se retira del sistema, pero agrega suficiente volumen para adherirse a los músculos, venas y arterias para que no sangre”, dice.
Mukhopadhyay dice que la porosidad y las propiedades adhesivas de la esponja la ayudan a expandirse y sellar la herida, lo que ayuda a gestionar el proceso de coagulación natural del cuerpo.
“Durante la reacción, se genera un poco de calor que ayuda a acelerar el proceso”, afirma. “Además de eso, el gas oxígeno intenta escapar como subproducto de la reacción. Entonces, en lugar de convertirlo en una goma cohesiva, es una esponja suave con muchos poros internos”.
Experimentos y métodos.
La investigación sobre métodos de curación de heridas requiere especial cuidado y consideración para garantizar que los sujetos de prueba no sufran daños; sin embargo, los investigadores utilizan un modelo anatómico funcional para probar sus métodos y lograron evitarlo.
Utilizaron maniquíes especialmente diseñados con vasos sanguíneos y heridas realistas hechos por una empresa local llamada SIMETRI para probar su espuma con la esperanza de que los resultados iniciales se confirmaran con pruebas adicionales que fueran lo suficientemente prometedores como para crecer.
“Una de las partes más importantes fue que utilizamos modelos no invasivos”, dice Mukhopadhyay. “En esta etapa, podemos obtener la aprobación y proceder a estudiar modelos in vivo. En esta etapa, tampoco hay efectos psicoactivos en los médicos ni en los cirujanos”.
El experimento resultó prometedor, especialmente cuando los investigadores compararon SilFoam con otros cinco métodos de tratamiento existentes.
Descubrieron que la espuma de sil tiene muchas ventajas, como una cantidad significativamente menor de fugas, almacenamiento a temperatura ambiente frente a la necesidad de temperaturas frías y, en última instancia, un menor costo de material y poca o ninguna capacitación para usar la jeringa.
Partha Sarkar, estudiante de posgrado en el departamento de ciencias de materiales de la UCF, ayudó con el experimento.
“Tuvimos que probar la reacción de dos partes, porque queríamos suficiente oxígeno para expandir la esponja, pero al mismo tiempo no queríamos que el material se calentara demasiado, porque la reacción misma produce calor”. ella dice
Sarkar también probó la toxicidad y resistencia del material para garantizar que fuera seguro para el cuerpo humano y duradero, pero no demasiado duro.
También sirvió para garantizar que la composición de sulfofoam no dañara al paciente cuando se retiraba.
“Si tienes algo que es muy pegajoso, como un vendaje que puedes poner en tu herida, eso impedirá que la sangre salga, pero si quieres quitar el vendaje, se rasgará el tejido. Puede haber daño o dolor”, dice Sarkar. “Nuestro sistema de polímeros no se pega a la piel, por lo que es muy fácil de quitar. Tenemos un apósito que se extiende sobre la herida y la cierra, pero además, una vez que ha hecho su trabajo, puedes quitarlo muy fácilmente”.
Reducción de la infección y próximos pasos
El componente antibacteriano de la investigación fue realizado por Melanie Kothup, profesora de la Facultad de Medicina de la UCF y directora del grupo Biionix de la UCF.
Trabaja en estrecha colaboración con científicos de materiales e ingenieros mecánicos con el objetivo de desarrollar nuevas tecnologías y tratamientos médicos.
“Mi becario postdoctoral, el Dr. Abiesindhu Pagzendhi, y yo trabajamos con el Dr. Mukhopadhyay y su equipo para investigar la potencia del material y qué tan bien inhibía el crecimiento bacteriano”, dice Kothap. “Evaluamos las bacterias que comúnmente infectan las lesiones traumáticas en el torso y nuestros resultados mostraron que este material era altamente efectivo y, por lo tanto, lo incorporamos al sistema de vendaje desarrollado por el Dr. Mukhopadhyay. Lo utilizamos y confirmamos su eficacia como una nueva estrategia hemostática y antibacteriana. Es un gran e importante hallazgo.”
Ella dice que la oportunidad de salvar vidas como parte de esta investigación fue extremadamente gratificante.
“La investigación es importante porque en este momento no hay tratamientos efectivos disponibles para tratar a las personas con estas afecciones y realmente se necesitan nuevas estrategias”, dice Kothup. “Esto significa que ha sido un absoluto placer trabajar con el Dr. Mukhopadhyay para investigar una nueva esponja antibacteriana que podría proporcionar un tratamiento que salve vidas después de una lesión traumática importante en el futuro”.
Mukhopadhyay también recibió recientemente un premio GAP por ayudar a obtener la licencia e implementar SilFoam. El siguiente paso, afirma, es colaborar con el Centro Médico de la Universidad de Nebraska y realizar estudios in vivo en sus instalaciones.
