Übermäßiger Blutverlust ist die häufigste Todesursache bei Kampfverletzungen – eine höfliche Umschreibung dafür, dass Soldaten oft verbluten, bevor Hilfe kommt. Forscher des KAIST, darunter ein Armee-Major, haben ein neuartiges Spraypulver entwickelt, das schwere Blutungen in etwa einer Sekunde stoppt. Die Innovation könnte die Überlebenschancen verwundeter Soldaten deutlich verbessern und auch in der zivilen Notfallmedizin breite Anwendung finden – damit Ihre Küchenmesser-Unfälle endlich die Hilfe bekommen, die sie verdienen.

Das Forschungsteam unter der Leitung von Professor Steve Park vom Fachbereich Materialwissenschaft und Werkstofftechnik und Professor Sangyong Jon vom Fachbereich Biowissenschaften des KAIST entwickelte ein pulverförmiges Hämostatikum, das sich beim Aufsprühen auf eine Wunde schnell in eine starke Hydrogel-Barriere verwandelt. Da ein Armee-Major direkt am Projekt beteiligt war, wurde die Technologie speziell für reale Schlachtfeldbedingungen konzipiert. Das Pulver härtet fast augenblicklich aus, bleibt bei Lagerung stabil und kann selbst in anspruchsvollen Umgebungen wie Kampfgebieten und Katastrophengebieten schnell eingesetzt werden.

Herkömmliche blutstillende Pflasterprodukte werden in der Medizin häufig verwendet, aber ihre flache Bauweise erschwert die Anwendung bei tiefen, unregelmäßigen oder komplexen Wunden. Sie können auch empfindlich auf Temperatur und Feuchtigkeit reagieren, was die Lagerung und den Einsatz im Feld erschwert. Um diese Einschränkungen zu überwinden, entwickelten die Forscher ein Pulver, das sich Wunden unterschiedlichster Formen und Größen anpassen kann. Ein einziges Produkt kann bei tiefen, großen und unebenen Verletzungen eingesetzt werden, was es vielseitiger macht als herkömmliche Alternativen.

Die meisten existierenden blutstillenden Pulver wirken hauptsächlich, indem sie Blut absorbieren und eine physikalische Barriere bilden. Stattdessen entwickelte das KAIST-Team ihr Material so, dass es natürliche Ionenreaktionen im Blut nutzt. Das neue Material namens „AGCL-Pulver“ kombiniert mehrere natürlich gewonnene, biokompatible Inhaltsstoffe. Dazu gehören Alginat und Gellan-Gummi (die mit Kalzium reagieren für ultraschnelle Gelbildung und physikalische Abdichtung) sowie Chitosan (das mit Blutbestandteilen reagiert, um die chemische und biologische Blutstillung zu verbessern). Wenn das Pulver mit Blut in Kontakt kommt, reagiert es mit Kationen wie Kalzium und verwandelt sich in etwa einer Sekunde in ein Gel, das die Wunde schnell verschließt.

Seine dreidimensionale innere Struktur ermöglicht es dem Pulver außerdem, mehr als das Siebenfache seines Eigengewichts an Blut aufzunehmen (725%). Dadurch kann es selbst bei starken, unter hohem Druck stehenden Blutungen den Blutfluss schnell stoppen. Laut den Forschern übertraf das Material handelsübliche Hämostatika und erreichte eine Haftfestigkeit von über 40 kPa, was stark genug ist, um festem Handdruck standzuhalten.

AGCL-Pulver besteht vollständig aus natürlich gewonnenen Materialien. Labortests zeigten eine Hämolyse-Rate von unter 3%, eine Zelllebensfähigkeit von über 99% und eine antibakterielle Wirkung von 99,9%, was auf eine gute Verträglichkeit bei Blutkontakt hinweist. Tierstudien zeigten zudem eine schnelle Wundheilung sowie eine verbesserte Regeneration von Blutgefäßen und Kollagen. In chirurgischen Leberverletzungsexperimenten reduzierte das Pulver sowohl den Blutverlust als auch die Zeit zur Blutstillung im Vergleich zu kommerziellen Hämostatika. Die Leberfunktion normalisierte sich innerhalb von zwei Wochen nach der Operation, und die Forscher fanden keine Anzeichen für systemische Toxizität.

Ein weiterer wichtiger Vorteil ist die Haltbarkeit. Das Pulver behielt seine Leistungsfähigkeit zwei Jahre lang bei Raumtemperatur und hoher Luftfeuchtigkeit, sodass es in rauen Militär- oder Katastrophenumgebungen sofort einsatzbereit bleibt. Obwohl die Technologie ursprünglich für die Landesverteidigung entwickelt wurde, glauben die Forscher, dass sie breite Anwendungsmöglichkeiten in der Notfallmedizin haben könnte. Mögliche Einsatzbereiche sind Katastrophenhilfe, Gesundheitsversorgung in Entwicklungsländern und Behandlung in medizinisch unterversorgten Regionen.

Das Projekt gilt als repräsentatives Spin-off, bei dem Verteidigungsforschung in zivile Anwendungen überführt wurde.