Överdriven blodförlust är den vanligaste dödsorsaken vid stridsskador, vilket är ett artigt sätt att säga att soldater ofta inte överlever för att de blöder ut. Forskare vid KAIST, inklusive en armémajor, har utvecklat ett nästa generations spraypulver som kan stoppa svåra blödningar på ungefär en sekund. Innovationen kan avsevärt förbättra överlevnaden för sårade soldater och samtidigt erbjuda bred potential för civil akutvård – så dina köksknivsolyckor kanske äntligen får den hjälp de förtjänar.

Forskargruppen, ledd av professor Steve Park vid KAIST:s institution för materialvetenskap och teknik och professor Sangyong Jon vid institutionen för biologiska vetenskaper, skapade ett pulverformigt hemostatiskt medel som snabbt omvandlas till en stark hydrogelbarriär när det sprayas på ett sår. Eftersom en armémajor direkt deltog i projektet utformades tekniken med verkliga stridsförhållanden i åtanke. Pulvret hårdnar nästan omedelbart, förblir stabilt under lagring och kan snabbt användas även i krävande miljöer som stridszoner och katastrofområden.

Konventionella plåsterformade hemostatiska produkter används ofta inom medicinen, men deras platta design gör dem svåra att applicera på djupa, oregelbundna eller komplexa sår. De kan också vara känsliga för temperatur och luftfuktighet, vilket skapar utmaningar för lagring och fältanvändning. För att övervinna dessa begränsningar utvecklade forskarna ett pulver som kan anpassa sig till sår av många olika former och storlekar. En enda produkt kan användas på djupa, stora och ojämna skador, vilket gör den mer mångsidig än traditionella alternativ.

De flesta befintliga hemostatiska pulver fungerar främst genom att absorbera blod och skapa en fysisk barriär. Istället designade KAIST-teamet sitt material för att dra nytta av naturliga jonreaktioner som förekommer i blod. Det nya materialet, kallat 'AGCL-pulver', kombinerar flera naturligt framställda, biokompatibla ingredienser. Dessa inkluderar alginat och gellangummi (som reagerar med kalcium för ultrasnabb gelning och fysisk tätning) tillsammans med kitosan (som binder till blodkomponenter för att förbättra kemisk och biologisk hemostas). När pulvret kommer i kontakt med blod reagerar det med katjoner som kalcium och omvandlas till en gel på ungefär en sekund, vilket snabbt förseglar såret.

Dess tredimensionella inre struktur gör också att pulvret kan absorbera mer än sju gånger sin egen vikt i blod (725%). Detta gör att det snabbt kan blockera blodflödet även vid kraftiga, högtrycksblödningar. Enligt forskarna överträffade materialet kommersiellt tillgängliga hemostatiska medel och uppnådde en vidhäftningsstyrka över '40 kPa', vilket är tillräckligt starkt för att motstå fast handtryck.

AGCL-pulver är helt tillverkat av naturligt framställda material. Laboratorietester visade en hemolysgrad under 3%, cellviabilitet över 99% och en antibakteriell effekt på 99,9%, vilket indikerar att det är säkert när det kommer i kontakt med blod. Djurstudier visade också snabb sårläkning, tillsammans med förbättrad regenerering av blodkärl och kollagen. I kirurgiska leverförsök minskade pulvret både blodförlusten och tiden som krävdes för att stoppa blödningen jämfört med kommersiella hemostatiska produkter. Leverfunktionen återgick till det normala inom två veckor efter operationen, och forskarna fann inga tecken på systemisk toxicitet.

En annan viktig fördel är hållbarhet. Pulvret behöll sin prestanda i två år under rumstemperatur och hög luftfuktighet, vilket gör att det kan förbli redo för omedelbar användning i tuffa militära eller katastrofmiljöer. Även om tekniken ursprungligen utvecklades för nationellt försvar tror forskarna att den kan ha breda tillämpningar inom akutmedicin. Möjliga användningsområden inkluderar katastrofinsatser, sjukvård i utvecklingsländer och behandling i medicinskt underbetjänade regioner.

Projektet anses vara en representativ spin-off där försvarsforskning