211service.com
Het bloeden van Battlefield stoppen
Onderzoekers bij Aurora Flight Sciences hebben een zakje ontwikkeld dat in een grote, open wond kan worden gestopt om levensbedreigende bloedingen binnen enkele minuten te stoppen. Het zakje, een zwellende hemostaat genaamd, lijkt op een zitzak en is gemaakt van een polymeervezelgaas dat is omhuld met spandex-stof. Het polymeer absorbeert het bloed en terwijl het dat doet, zet het uit, waardoor er voldoende druk op de wanden van de wond wordt uitgeoefend om de bloedstroom te stoppen. Voorlopige tests hebben ook aangetoond dat het zakje de stolling bevordert: alleen het water uit het bloed wordt geabsorbeerd, waardoor de natuurlijke stollingsfactoren die in het bloed aanwezig zijn, worden geconcentreerd.
Een redder in nood: De zwellende hemostaten (hierboven) zijn ontworpen om bloed te absorberen en het bloeden bij ernstige wonden te stoppen. Een superabsorberend polymeer in elk zakje neemt het bloed op en zet uit, waardoor de wanden van de wond onder druk komen te staan en de bloedstroom wordt belemmerd.
Het zakje zou het meest geschikt zijn voor de behandeling van wonden in delen van het lichaam waar een tourniquet niet kan worden aangebracht en voor wonden die te groot en ernstig zijn voor hemostatisch verband. Een van de belangrijkste doodsoorzaken van soldaten in Irak en Afghanistan zijn bloedingen, en er zijn veel gevallen op het slagveld waarin dit apparaat levensreddend zou blijken te zijn, zegt Javier de Luis, hoofdwetenschapper bij Aurora en de hoofdonderzoeker van de zwellende hemostaat. Bovendien kan het lange tijd zonder bijwerkingen worden gedragen en kan het gemakkelijk worden verwijderd.
Conventionele methoden voor het beheersen van externe bloedingen omvatten het toepassen van directe druk. Dit kan worden gedaan door een arts of een andere persoon die de wond comprimeert, deze opvult met hemostatische gaasjes of een tourniquet aanbrengt. Elk probleem stelt een uniek probleem voor, en ik weet niet zeker of een van hen erg effectief is, zegt George Velmahos , hoogleraar chirurgie aan de Harvard Medical School en hoofd van de afdeling trauma, spoedeisende chirurgie en chirurgische kritieke zorg in het Massachusetts General Hospital (MGH). Een tourniquet stopt bijvoorbeeld de bloedcirculatie onder het punt waarop het wordt aangebracht, waardoor de rest van de extremiteit vatbaar is voor dode spieren, zegt Velmahos. Onlangs heeft het Amerikaanse leger een ultrasone tourniquet ontwikkeld om de bloedstroom te stoppen met behulp van gerichte ultrasone stralen. (Zie Een ultrasone tourniquet om bloedingen op het slagveld te stoppen.) Maar deze methode heeft, samen met andere, thermische bijwerkingen die schade aan het omringende weefsel veroorzaken.
Het is ook erg moeilijk om diepe wonden samen te drukken, vooral als er kogels rondvliegen, zegt Velmahos. We hebben slimme apparaten en slimme materialen nodig die het bloeden kunnen stoppen zonder de bloedsomloop af te sluiten, en zonder dat een paramedicus of een ander lichaam fysiek aanwezig is. In die mate is de zwellende hemostaat erg handig.
Het zakje meet aanvankelijk ongeveer drie vierkante centimeter en weegt slechts een paar ons, waardoor het gemakkelijk in een EHBO-doos, een rugzak of zelfs de zak van een soldaat kan worden gestopt. Het is gemaakt van een superabsorberend polymeerpoeder op basis van polyacrylzuur, een standaardmateriaal waarvan bekend is dat het sterk zwelt bij blootstelling aan water, waardoor het de waterige componenten van bloed kan absorberen en uitzetten. Wanneer het zakje echter in een wond wordt gebruikt, wordt de uitzetting van de polymeerdeeltjes gemakkelijk geblokkeerd door de deeltjes in het bloed, wat de effectiviteit van het polymeer in het apparaat aanzienlijk vermindert.
Om dit tegen te gaan, mengden Aurora-onderzoekers het polymeer met een polypropyleenvezel. De vezel houdt de polymeerdeeltjes gelijkmatig verdeeld, zodat ze het bloed snel kunnen opnemen en gelijkmatig kunnen uitzetten. Het buitenmateriaal is een micro-mesh spandex-stof die uitrekt om geluitzetting op te vangen. Het zakje oefent op zijn beurt druk uit op de wanden van de wond en remt de bloedstroom door een mechanisch vloeistofblokkerend effect.
Het apparaat heeft binnen twee minuten een totale absorptie van ongeveer 30 keer zijn oorspronkelijke gewicht, zegt Liping Sun, senior wetenschapper bij Aurora. Afhankelijk van de grootte van de wond kunnen meerdere zakjes worden gebruikt. Elk kan opzwellen tot ongeveer de grootte van een paar grapefruits, zegt de Luis. Maar idealiter zou een zakje niet helemaal uitzetten - alleen genoeg om de bloedstroom te stoppen. Het zakje werkt ook als een luier: het sluit de vloeistof op zodat het bloed er niet uit kan worden geperst. Tests op varkens bij MGH leverden veelbelovende resultaten op: alle proefpersonen die met het zakje werden behandeld, overleefden hun verwondingen, tegenover slechts 40 procent van de controles, die werden getest met een standaard door het leger uitgegeven gaasrol.
Het zwellende hemostaatzakje zou een goede manier kunnen zijn om het bloeden een paar uur te stoppen, zodat een soldaat of een patiënt naar een medisch centrum kan worden vervoerd, zegt Ali Khademhosseini , een assistent-professor in de Harvard-MIT-divisie van gezondheidswetenschappen en technologie, en een winnaar van de TR35. In tegenstelling tot vergelijkbare apparaten werkt het om de hoeveelheid vloeistof die uit de wond komt te minimaliseren, zegt Khademhosseini.
Twee andere soorten apparaten die al door het Amerikaanse leger worden gebruikt, zijn gemaakt door: HemCon en Z-Medica . HemCon, gevestigd in Portland, OR, maakt verbanden van chitosan, een natuurlijk voorkomend, biocompatibel polysacharide dat is afgeleid van garnalenschillen. Wanneer het op een wond wordt aangebracht, trekt het positief geladen chitosan negatief geladen bloedcellen aan, waardoor de wond wordt afgesloten en het lichaam een stolsel kan vormen dat bloedingen stopt.
Z-Medica, gevestigd in Wallingford, CT, maakt een gietbaar product genaamd QuickClot dat op zeoliet gebaseerde middelen gebruikt om het bloed op te nemen en aan het weefsel op en rond de wond te hechten.
Maar voor traumatische verwondingen moet je een snel systeem hebben dat bloedingen in grote wonden kan voorkomen, zegt Khademhosseini. HemCon-verbanden bedekken bijvoorbeeld slechts een gebied van vier bij vier inch.
Het belangrijkste voordeel van ons apparaat is dat het een puur mechanische toepassing is, dus we hebben geen complicaties met chemische reacties of exotherme reacties, zegt de Luis.
Onderzoekers van het MIT, onder leiding van Rutledge Ellis-Behnke, werken ook aan een innovatieve oplossing: een biologisch afbreekbare vloeistof die het bloeden snel kan stoppen. (Zie Nanooplossing stopt bloeding en TR10: Nanohealing.) Het kan ook worden gebruikt om genezing te bevorderen, met name voor wonden in het lichaam. Het is echter nog drie tot vijf jaar voordat de biologisch afbreekbare vloeistof wordt goedgekeurd voor gebruik bij mensen, en MIT-onderzoekers zeggen dat het voor het eerst zal worden gebruikt bij chirurgische ingrepen. De impact op grote wonden en in andere gebieden is onbekend.
Volgens de Luis en Velmahos kan de zwellende hemostaat worden ontwikkeld voor minder dan $ 10 per zakje, en zou het binnen een jaar op het slagveld kunnen zijn. Dit soort dingen zijn erg handig, niet alleen voor het slagveld, maar voor biomedische behandelingen waar dan ook, zegt Khademhosseini. Ze gebruiken standaardpolymeren die goedkoop en in de handel verkrijgbaar zijn.