Чрезмерная потеря крови — основная причина смерти от боевых ранений, что является вежливым способом сказать, что солдаты часто не выживают, потому что истекают кровью. Исследователи из KAIST, включая армейского майора, разработали порошок-спрей нового поколения, который может остановить сильное кровотечение примерно за одну секунду. Это новшество может значительно повысить выживаемость раненых солдат, а также открыть широкие возможности для гражданской неотложной помощи — так что ваши кухонные порезы наконец-то получат помощь, которой заслуживают.

Исследовательская группа под руководством профессора Стива Парка с кафедры материаловедения и инженерии KAIST и профессора Сангён Джона с кафедры биологических наук создала порошкообразный гемостатический агент, который при распылении на рану быстро превращается в прочный гидрогелевый барьер. Поскольку в проекте непосредственно участвовал армейский майор, технология разрабатывалась с учетом реальных боевых условий. Порошок затвердевает почти мгновенно, остается стабильным при хранении и может быть быстро применен даже в сложных условиях, таких как зоны боевых действий и районы бедствий.

Обычные пластырные гемостатические продукты широко используются в медицине, но их плоская конструкция затрудняет применение на глубоких, неровных или сложных ранах. Они также могут быть чувствительны к температуре и влажности, что создает проблемы для хранения и использования в полевых условиях. Чтобы преодолеть эти ограничения, исследователи разработали порошок, который может адаптироваться к ранам различной формы и размера. Один продукт можно использовать на глубоких, больших и неровных повреждениях, что делает его более универсальным, чем традиционные альтернативы.

Большинство существующих гемостатических порошков работают в основном за счет поглощения крови и создания физического барьера. Вместо этого команда KAIST разработала материал, использующий естественные ионные реакции, происходящие в крови. Новый материал, названный «порошок AGCL», сочетает несколько природных биосовместимых ингредиентов. К ним относятся альгинат и геллановая камедь (которые реагируют с кальцием для сверхбыстрого гелеобразования и физической герметизации), а также хитозан (который связывается с компонентами крови для усиления химического и биологического гемостаза). Когда порошок вступает в контакт с кровью, он реагирует с катионами, такими как кальций, и превращается в гель примерно за одну секунду, быстро запечатывая рану.

Его трехмерная внутренняя структура также позволяет порошку поглощать более чем в семь раз больше собственного веса в крови (725%). Это позволяет быстро блокировать кровоток даже при сильном, высоконапорном кровотечении. По словам исследователей, материал превзошел коммерчески доступные гемостатические агенты, достигнув адгезионной прочности более 40 кПа, что достаточно для выдерживания сильного ручного давления.

Порошок AGCL полностью состоит из природных материалов. Лабораторные испытания показали уровень гемолиза ниже 3%, жизнеспособность клеток выше 99% и антибактериальный эффект 99,9%, что указывает на его безопасность при контакте с кровью. Исследования на животных также продемонстрировали быстрое заживление ран, а также улучшенную регенерацию кровеносных сосудов и коллагена. В экспериментах с хирургическими повреждениями печени порошок уменьшил как потерю крови, так и время, необходимое для остановки кровотечения, по сравнению с коммерческими гемостатическими продуктами. Функция печени вернулась к норме в течение двух недель после операции, и исследователи не обнаружили признаков системной токсичности.

Еще одним важным преимуществом является долговечность. Порошок сохранял свои характеристики в течение двух лет при комнатной температуре и высокой влажности, что позволяет ему оставаться готовым к немедленному использованию в суровых военных или чрезвычайных условиях. Хотя технология изначально разрабатывалась для национальной обороны, исследователи считают, что она может найти широкое применение в неотложной медицине. Возможные области использования включают реагирование на катастрофы, здравоохранение в развивающихся странах и лечение в регионах с недостаточным медицинским обслуживанием.

Проект считается показательным примером передачи технологий, в котором оборонные исследования привели к гражданским инновациям.