فقدان الدم المفرط هو السبب الرئيسي للوفاة في الإصابات القتالية، وهي طريقة مهذبة للقول إن الجنود غالبًا لا ينجون لأنهم ينزفون حتى الموت. طور باحثون في KAIST، بمن فيهم رائد في الجيش، مسحوقًا رذاذيًا من الجيل التالي يمكنه إيقاف النزيف الحاد في حوالي ثانية واحدة. يمكن أن يحسن الابتكار بشكل كبير فرص بقاء الجنود الجرحى، مع تقديم إمكانات واسعة للرعاية الطارئة المدنية - حتى حوادث سكين المطبخ قد تحصل أخيرًا على المساعدة التي تستحقها.

الفريق البحثي، بقيادة البروفيسور ستيف بارك من قسم علوم وهندسة المواد في KAIST والبروفيسور سانغيونغ جون من قسم العلوم البيولوجية، ابتكر عاملًا مرقئًا من نوع المسحوق يتحول بسرعة إلى حاجز هيدروجيل قوي عند رشه على الجرح. نظرًا لمشاركة رائد في الجيش مباشرة في المشروع، صُممت التكنولوجيا مع مراعاة ظروف ساحة المعركة الحقيقية. يتصلب المسحوق على الفور تقريبًا، ويظل مستقرًا أثناء التخزين، ويمكن استخدامه بسرعة حتى في البيئات الصعبة مثل مناطق القتال ومناطق الكوارث.

تُستخدم المنتجات المرقئة التقليدية من النوع اللاصق على نطاق واسع في الطب، لكن تصميمها المسطح يجعل من الصعب تطبيقها على الجروح العميقة أو غير المنتظمة أو المعقدة. كما أنها قد تكون حساسة لدرجة الحرارة والرطوبة، مما يخلق تحديات للتخزين والاستخدام الميداني. للتغلب على هذه القيود، طور الباحثون مسحوقًا يمكنه التكيف مع الجروح ذات الأشكال والأحجام المختلفة. يمكن استخدام منتج واحد على الإصابات العميقة والكبيرة وغير المنتظمة، مما يجعله أكثر تنوعًا من البدائل التقليدية.

معظم المساحيق المرقئة الحالية تعمل بشكل أساسي عن طريق امتصاص الدم وإنشاء حاجز مادي. بدلاً من ذلك، صمم فريق KAIST مادتهم للاستفادة من التفاعلات الأيونية الطبيعية التي تحدث في الدم. المادة الجديدة، المسماة 'مسحوق AGCL'، تجمع بين عدة مكونات طبيعية متوافقة حيويًا. تشمل هذه الألجينات وصمغ الجيلان (اللذان يتفاعلان مع الكالسيوم للتجلط الفائق السرعة والإغلاق الفيزيائي) إلى جانب الكيتوزان (الذي يرتبط بمكونات الدم لتعزيز الإرقاء الكيميائي والبيولوجي). عندما يتلامس المسحوق مع الدم، يتفاعل مع الكاتيونات مثل الكالسيوم ويتحول إلى هلام في حوالي ثانية واحدة، مما يغلق الجرح بسرعة.

يسمح هيكله الداخلي ثلاثي الأبعاد أيضًا للمسحوق بامتصاص أكثر من سبعة أضعاف وزنه من الدم (725٪). وهذا يمكنه من إعاقة تدفق الدم بسرعة حتى أثناء النزيف الشديد عالي الضغط. وفقًا للباحثين، تفوقت المادة على العوامل المرقئة المتاحة تجاريًا، محققة قوة التصاق أكبر من '40 كيلوباسكال'، وهي قوية بما يكفي لتحمل ضغط اليد القوي.

مسحوق AGCL مصنوع بالكامل من مواد طبيعية. أظهرت الاختبارات المعملية معدل انحلال الدم أقل من 3٪، وحيوية خلوية أعلى من 99٪، وتأثيرًا مضادًا للبكتيريا بنسبة 99.9٪، مما يشير إلى أنه آمن عند ملامسته للدم. أظهرت الدراسات على الحيوانات أيضًا التئامًا سريعًا للجروح، إلى جانب تحسن تجديد الأوعية الدموية والكولاجين. في تجارب إصابة الكبد الجراحية، قلل المسحوق من فقدان الدم والوقت اللازم لوقف النزيف مقارنة بالمنتجات المرقئة التجارية. عادت وظائف الكبد إلى طبيعتها في غضون أسبوعين بعد الجراحة، ولم يجد الباحثون أي دليل على السمية الجهازية.

ميزة مهمة أخرى هي المتانة. حافظ المسحوق على أدائه لمدة عامين تحت ظروف درجة حرارة الغرفة والرطوبة العالية، مما يسمح له بالبقاء جاهزًا للاستخدام الفوري في البيئات العسكرية أو الكوارث القاسية. على الرغم من أن التكنولوجيا طُورت في الأصل للدفاع الوطني، يعتقد الباحثون أنها يمكن أن يكون لها تطبيقات واسعة في الطب الطارئ. تشمل الاستخدامات المحتملة الاستجابة للكوارث والرعاية الصحية في البلدان النامية والعلاج في المناطق المحرومة طبيًا.

يُعتبر المشروع حالة انبثاق ممثلة يتم فيها نقل أبحاث الدفاع إلى الاستخدام المدني. نُشرت النتائج في مجلة Advanced Functional Materials.