Учёные создали искусственные тромбы для быстрой остановки крови

Биоинженеры разработали искусственные тромбы, которые могут помочь врачам при тяжёлых травмах и сильных кровотечениях. Новая технология получила название «свертывание по щелчку»: она позволяет создавать прочные сгустки из крови пациента или донора за короткое время, сообщает издание «Наука».

Естественное свертывание крови помогает человеку выжить при ранениях. Но в критических ситуациях организм не всегда справляется достаточно быстро. Иногда тромб формируется медленно или получается слишком слабым, чтобы остановить кровопотерю.

Международная группа инженеров и биологов из Канады и США предложила новый подход. Они создали модифицированные искусственные тромбы, которые формируются за считанные секунды и отличаются повышенной прочностью. 

Как работает новая технология

Технология позволяет получать устойчивые биоматериалы из крови самого пациента или из донорской крови. Такой материал может быть полезен в экстренной хирургии и при лечении тяжёлых травм.

В исследовании описано создание так называемых электронных биологических чипов. По данным авторов разработки, они могут не только помогать останавливать кровопотерю, но и ускорять заживление повреждённых тканей.

Почему учёные использовали эритроциты

Раньше многие попытки создать искусственные заменители крови были связаны с укреплением фибриновых волокон. Эти волокна работают как каркас тромба, но составляют меньше одного процента его объёма.

Инженер-механик Цзяньюй Ли из Университета Макгилла в Канаде предложил сосредоточиться на другом компоненте — эритроцитах, то есть красных кровяных тельцах. В обычном сгустке они занимают почти половину объёма, но при этом остаются самым хрупким элементом.

Учёные использовали микроскопические химические реакции и связали эритроциты между собой на молекулярном уровне. Так клетки превратились в более прочный и эластичный материал.

Полученный биоинженерный продукт назвали цитогелем. Он сочетает гибкость живой ткани и прочность синтетического полимера, поэтому может выдерживать серьёзные механические нагрузки и не разрушаться.

Насколько прочными оказались искусственные тромбы

Разработку проверяли на лабораторных моделях и на крысах. Испытания показали, что искусственно созданные сгустки оказались намного устойчивее природных тромбов.

По данным исследования, они были:

• в 13 раз устойчивее к физическому разрушению;
• в 4 раза более клейкими, чем естественные тромбы.

Во время тестов на восстановление повреждённой печени у животных цитогель показал высокую эффективность. При этом исследователи не выявили признаков токсичности или агрессивной реакции иммунной системы.

Сколько времени нужно на подготовку геля

Одно из важных преимуществ технологии — скорость. Гель на основе донорской крови можно подготовить примерно за 10 минут.

Если материал делают из крови самого пациента, процесс занимает около 20 минут. По словам авторов разработки, это укладывается во временные рамки, важные для неотложной медицинской помощи.

Кому может помочь новая разработка

Технология может быть особенно полезна для пациентов с нарушениями свертываемости крови. Также она может помочь людям, которые принимают антикоагулянты — препараты, снижающие риск опасных тромбозов в сосудах головного мозга или лёгких.

Такие препараты уменьшают способность организма формировать тромбы. Это важно для профилактики тромбозов, но при травме может стать проблемой. В этом случае цитогель может работать как внешний стабилизатор и помогать восстанавливать остановку кровотечения там, где это необходимо.

Что ещё нужно доработать

Пока метод «свертывания по щелчку» успешно прошёл испытания на животных. Однако учёным ещё предстоит адаптировать материал для более сложных ситуаций.

Одна из задач — сделать его эффективным при сильных артериальных кровотечениях. В таких случаях давление крови слишком высокое для нынешней версии геля.

Исследователям также нужно точнее настроить свойства материала для разных медицинских задач: от заживления небольших ран до восстановления крупных внутренних органов.

При этом первые результаты считают обнадёживающими. Возможность менять физические свойства искусственного тромба под конкретную клиническую ситуацию делает эту технологию перспективным инструментом для медицины будущего.

Аксения Конохова

Читайте также:

• Ученые признали плавание более полезным для укрепления сердца, чем бег
• Учёные выяснили, что тишина мешает творческому воображению