Les Chercheurs explorent les signes cellulaires produits par le fuselage en réponse à la lésion traumatique

Published on February 18, 2013 at 2:59 AM · No Comments

Quand il s'agit de guérir les blessures terribles de la guerre, la réussite peut s'articuler sur le premier caillot sanguin - celui qui commence à former sur le champ de bataille juste après des préjudices.

Les Chercheurs explorant le flot complexe des signes cellulaires produits par le fuselage en réponse à une lésion traumatique croient que la réaction initiale - formation d'un caillot sanguin - peut régler la guérison ultérieure. Utilisant cette information, ils développent les biomatériaux neufs, y compris les plaquettes artificielles lacées avec les produits chimiques de réglementation qui pourraient être compris dans un dispositif d'injecteur la taille d'un iPhone. Les Soldats enroulés dans l'action pourraient utiliser le dispositif pour se traiter, la saignée de aide de contrôle, stabilisant les préjudices et réglant le bon cours pour la guérison.

La Formation des caillots sanguins de « créateur » des plaquettes artificielles serait déclenchée par le même facteur qui initie les procédés de coagulation naturels du fuselage. Dans des modèles animaux, le temps de coagulation réduit de plaquettes synthétiques par approximativement 30 pour cent, bien que les matériaux n'aient pas été encore testés chez l'homme.

« L'idée est d'avoir sur les technologies de champ de bataille qui livreraient une matière biologique capable de trouver où la saignée est se produisante et augmentante les propres procédés de coagulation du fuselage, » ont dit Thomas Barker, un professeur agrégé dans le Wallace H. Coulter Department du Génie Biomédical au Tech de la Géorgie et à l'Université d'Emory. « Simultanément, le matériau aiderait à instruire les biochimies et la biophysique de la structure de caillot qui régirait la guérison ultérieure. »

Barker est programmé pour présenter l'information recherche le Vendredi 15 Février dans un briefing à la rencontre annuelle de l'Association Américaine pour l'Avancement de la Science (AAAS). La recherche a été parrainée en partie par les Instituts de la Santé Nationaux (NIH), par le Ministère de la Défense des États-Unis par le Centre pour la Bio-ingénierie Avancée pour la Survie de Soldat au Tech de la Géorgie, et par une camaraderie post-doctorale d'Association Américaine de Coeur à Ashley Brown, un boursier post-doctoral travaillant sur le projet.

Après des préjudices, le besoin le plus critique est d'arrêter la saignée. Mais pendant que les lésions traumatiques guérissent, il produit souvent significatif marquant cela est difficile les traiter. Les chercheurs de Tech de la Géorgie travaillent des deux côtés du problème, développant les techniques de signalisation de cellules qui peuvent diriger hors circuit la formation des cicatrices - ainsi que des techniques pour adresser la fibrose qui est souvent le résultat à long terme. Au Delà de l'arrêt de aide la saignée, les plaquettes synthétiques fournirait les produits chimiques de réglementation conçus pour empêcher le marquage.

« Le caillot sanguin termine réellement diriger comment le procédé entier de cicatrisation va se produire, » Barker a dit. « La modification initiale de caillot instruit les comportements cellulaires très particuliers qui ont des conséquences pour la prochaine onde des cellules qui entre pour réaliser les travaux particuliers, qui ont des conséquences pour la prochaine onde des cellules. Si nous pouvons modifier que le caillot d'initiale, il peut devenir la modification en trois dimensions requise pour établir le tissu régénéré ou réparé. »

Les plaquettes synthétiques, faites connaître à partir des structures minuscules comme hydrogels, pourraient être injectées dans la circulation sanguine où elles diffuseraient jusqu'à lancer par les propres procédés de coagulation du fuselage. Une Fois Que lancées, les particules - qui sont environ un micron de diamètre - se déformeraient, convertissant en film mince qui aiderait à sceller des blessures. Pour développer ces hydrogels, Barker collabore avec Andrew Lyon, un professeur à l'École du Tech de la Géorgie de la Chimie et des Biochimies.

La circulation sanguine contient les protéines connues sous le nom de fibrinogène qui sont les précurseurs pour la fibrine, le polymère qui fournit la structure de base pour les caillots sanguins naturels. Quand ils reçoivent les bons signes d'une thrombine appelée de protéine, ces précurseurs polymérisent au site de la saignée. Pour éviter le lancement fortuit de leurs plaquettes synthétiques, les chercheurs emploient le même déclencheur.

Les chercheurs ont suivi un procédé connu sous le nom de développement de molécules pour développer un anticorps qui pourrait être fixé aux hydrogels pour faire changer leur forme quand ils rencontrent la fibrine thrombine-lancée. L'anticorps donnant droit a l'affinité élevée pour la forme polymérisée de la fibrine et l'affinité faible pour le précurseur.

« Nous avons su que la molécule que nous avons voulue et nous avons connu les domaines qui étaient critiques pour la reconnaissance, » Barker a dit. « Le concept de construction primaire était la capacité d'identifier un actif, formant le caillot du précurseur soluble et inactif. »

Les plaquettes artificielles ont été jusqu'ici testées chez les rats, et séparé utilisant in vitro les systèmes endothéliaux simulés dans le laboratoire de la Fuite de Wilbur, un professeur adjoint à l'Université d'Emory à Atlanta. Cependant le travail est loin d'un dispositif qui pourrait être utilisé sur le champ de bataille, Barker envisage transitioning la recherche à une compagnie de démarrage qui développent la technologie pour améliorer la survie pour les soldats blessés.

« Vous pourriez l'avoir littéralement dans la poche de n'importe quel soldat, qui pourrait le sauter à l'extérieur une fois eue besoin, » Barker avez expliqué. « Car le pointeau est étendu, vous briseriez le module des particules lyophilisées. Le dispositif serait alors mis sur l'abdomen, où les particules seraient injectées dans la circulation sanguine. Elles diffuseraient inactif jusqu'à ce qu'elles aient rencontré l'initiation de la coagulation. »

Une Fois Que la saignée était arrêtée, les cytokines et les composés anti-inflammatoires dans le caillot de « créateur » pourraient aider à déterminer le phénotype qui devrait être adopté par les cellules curatives et régler leur comportement. Cela préparerait le terrain pour le processus de guérison ultérieur.

Pour aider des soldats souffrant déjà des effets de la fibrose - la contraction du tissu marqué - les chercheurs développent un polymère auquel un peptide naturel est fixé. Les aides de peptide règlent le processus de réparation qui produit des cicatrices et pourrait éventuel aider à réduire ou renverser les effets de la fibrose. La technique a renversé les effets de la fibrose pulmonaire dans un modèle animal.

Cependant la recherche se concentre sur les besoins des soldats blessés sur le champ de bataille, plusieurs des technologies pourrait éventuel trouver l'utilisation civile. Puisque les plaquettes artificielles lanceraient seulement quand la rencontre thrombine-a lancé la fibrine, elles pourraient être employées par les techniciens médicaux de secours soignant les patients dans lesquels l'hémorragie interne est suspectée, Barker a dit.

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