Kanamayı Anında Durduran Biyolojik Kaplama
MIT mühendisleri kanamayı çok hızlı bir şekilde durdurabilen bir sprey kaplama geliştirerek, savaş alanında travmatik olarak yaralanan askerlerin hayatını kurtarabilecek bir gelişmenin önünü açtı.
Bu nano ölçekli biyolojik kaplama, kanda bulunan trombin adı verilen bir pıhtılaşma maddesi ve tannik asit içeriyor ve süngerler üzerine katmanlar halinde püskürtülebiliyor. Bu süngerler hafif basınçla yaralara uygulandığında, kaplamasız sünger kullanımına göre kanama çok daha hızlı durdurulabiliyor.
MIT mühendisleri, savaşta yaralanan askerlerin hayatta kalma oranlarını önemli ölçüde artırabilecek, kanamayı neredeyse anında durdurabilen nano ölçekli bir biyolojik kaplama
geliştirdi.
MIT’nin Asker Nanoteknoloji Enstitüsü ve Danimarka merkezli bir şirket olan Ferrosan Medical Devices A/S tarafından finanse edilen, Paula Hammond öncülüğündeki araştırmacılar, kanda bulunan bir pıhtılaşma maddesi olan trombini içeren bir sprey kaplama oluşturdu.
Bu malzeme ile kaplanan süngerler sağlam bir şekilde saklanabilir ve askerler ya
da sağlık personelleri tarafından kolayca taşınabilir. David H. Koch Mühendislik Profesörü Hammond, “Bu sünger sistemindeki kan pıhtılaşma maddesini kolayca paketleme özelliği oldukça cezbedici, çünkü onları paketleyebilir, saklayabilir ve hızla dışarı çekebilirsiniz” sözleriyle süngerlerin sivil hastanelerde de önemli rol oynayabileceğini belirtti.
Hammond ve meslektaşları, Advanced Materials dergisinin çevrimiçi baskısında geliştirdikleri teknolojiyi anlattılar. Makalenin baş yazarı, şu anda Rice Üniversitesi’nde postdoc olan Anita Shukla (PhD ‘11)’ dır.
Kontrolsüz kanama, savaş alanında travmatik ölümlerin başlıca nedenleri arasındadır. Turnike gibi kanamayı durdurmak için kullanılan geleneksel yöntemler, boyun ve
vücudun diğer birçok bölgesi için uygun değildir. Son yıllarda araştırmacılar, hepsi birtakım dezavantajlar barındıran alternatif yaklaşımlar denedi.
Fibrin pansuman ve yapıştırıcıların raf ömrü kısadır ve olumsuz bir bağışıklık tepkisine
neden olabilir, zeolit tozlarının ise rüzgarlı koşullarda uygulanması zordur ve ciddi yanıklara neden olabilir.
Diğer bir seçenek ise, kabuklu deniz hayvanlarının dış iskeletlerinin birincil yapısal malzemesinin bir türevi olan kitosandan yapılan bandajlardır. Bu bandajlar birtakım olumlu sonuçlar gösterdi, ancak kompleks yaralara uyacak şekilde kalıplanmaları zor olabilir.
Birçok sivil hastanede kanamayı durdurmak için Ferrosan tarafından üretilen yüksek emiciliğe sahip jelatin sünger kullanılmaktadır. Bununla birlikte, bu süngerlerin yaraya
uygulanmadan hemen önce sıvı trombine batırılması gerekir, bu nedenle savaş alanında kullanımı pratik değildir.
Hammond’ın ekibi, süngerleri önceden kan pıhtılaştırıcı bir maddeyle kaplama fikrini ortaya attı, böylece gerektiğinde askeri veya sivil kullanım için hazır olacaklardı. Bunu yapmak için araştırmacılar, bu çalışmada kullanılan süngerler gibi bir malzeme üzerine püskürtülen iki alternatif katmandan oluşan nano ölçekli bir biyolojik kaplama geliştirdiler.
Araştırmacılar, doğal bir pıhtılaşma proteini olan trombin ve çayda doğal olarak bulunan küçük bir molekül olan tannik asit katmanlarının, büyük miktarlarda fonksiyonel trombin içeren bir film oluşturduğunu keşfettiler. Shukla, her iki malzemenin de ABD Gıda ve İlaç İdaresi tarafından onaylandığını ve bunun süngerlerin ticarileştirilmiş bir versiyonunun
onay sürecine yardımcı olabileceğini söylüyor.
Massachusetts General Hospital’da travma cerrahı ve cerrahi eğitmeni olan ve araştırmada yer almayan David King, püskürtme yönteminin önemli bir avantajının, süngerlere büyük miktarda trombinin doldurulmasına ve iç lifleri bile kaplamasına olanak tanıması olduğunu söylüyor.
King, “Mevcut hemostatik malzemelerin tümü, kanama bölgesine yeterince yoğun bir hemostatik malzeme paketi iletebilme sınırlamasından muzdariptir. Bu yeni materyalin
heyecan verici olmasının nedeni de bu” diyerek sözlerini noktaladı.
Püskürtülen süngerler, kullanımdan önce aylarca saklanabilir. Süngerler ayrıca herhangi bir yaranın şekline uyacak şekilde kalıplanabilir. Shukla, “Artık büyük miktarda basınç uygulamadan kullanılabilecek ve çeşitli yaralara uyabilen bir alternatifimiz var, çünkü süngerler oldukça yumuşaktır” dedi.
Ferrosan’da hayvanlarla yapılan testlerde, kaplanmış süngerler yaralara hafif basınçla (insan parmağıyla) 60 saniye süreyle uygulandı ve bu süre içinde kanamayı durdurdu.
Trombin içermeyen süngerlerin kanamayı durdurması için en az 150 saniye gerekiyordu.
12 dakika (deney süresi kadar) uygulanan basit bir gazlı bez kanamayı durdurmadı.
Araştırmacılar, geliştirdikleri teknoloji ve antibiyotik vankomisin ile kaplanmış benzer süngerler için patent başvurusunda bulundu. Hammond’ın laboratuvar ekibi şu anda
kan pıhtılaşma ve antibiyotik aktivitelerini tek bir süngerde birleştirmek için çalışıyor.
Referans: “Hemostatic Multilayer Coatings”, Anita Shukla, Jean C. Fang, Sravanthi Puranam, Flemming R. Jensen ve Paula T. Hammond, 27 Aralık 2011, Advanced Materials.
DOI: 10.1002/adma.201103794.
