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A novela tântalo-carregou o hydrogel para o controle rápido do sangramento excessivo

Há muitos eventos diferentes que podem conduzir ao sangramento excessivo e descontrolado dentro do corpo. Isto pode ocorrer em conseqüência da inflamação e os ulcerations, as anomalias nos vasos sanguíneos ou os ferimentos traumatismo-relacionados. Os indivíduos com predisposição de condições, tais como pacientes cardíacos, estão no risco particular de sangramento interno devido aos anticoagulantes que são prescritos frequentemente como uma medida preventiva. São igualmente gastrintestinais inclinado sangram, afetando 40% dos pacientes que estão em dispositivos cardíacos do auxílio. Além do que a necessidade para um tratamento eficaz para estas circunstâncias, há igualmente as indicações para controlar a circulação sanguínea que contribuem aos aneurismas e ao vascularization da pilha do tumor.

Um método de tratamento ideal obstruiria rapidamente e eficazmente a ruptura nos vasos sanguíneos afetados para parar o sangramento e para permitir que a parede da embarcação cure. Então o material de obstrução degradaria eventualmente bastante para permitir que o sangue flua outra vez normalmente.

Os tratamentos actuais envolvem materiais contínuos e líquidos como agentes de obstrução. As bobinas feitas de platina trançada ou os fios de aço inoxidável são de uso geral. Vêm em uma variedade de comprimentos, formas e espessuras e são colocados em vasos sanguíneos usando um cateter especial. Há igualmente os agentes de obstrução líquidos que são injectados nos vasos sanguíneos e solidificam após a injecção.

Mas há muitas dificuldades em usar os métodos actuais. Porque as bobinas precisam catetes especiais para que a inserção e o equipamento especializado os destaque e coloque, o procedimento é difícil e exige o treinamento intensivo pelo médico. Também, há as épocas em que as bobinas múltiplas precisam de ser colocadas a fim ser eficazes, e há outras vezes aonde as bobinas migram ou comprimem, necessitando procedimentos da repetição. Os agentes líquidos escapam frequentemente durante injecções, tendo por resultado a colocação impreciso, efeitos tóxicos nos tecidos circunvizinhos e a necessidade para tentativas adicionais. Estes problemas levantam o potencial para o tempo e o custo adicionados.

Além, nenhuns destes métodos têm a capacidade para ver exactamente os procedimentos pelo CT convencional, pelo MRI, pelo raio X e por métodos fluoroscopic. A imagem lactente bem sucedida ajudaria extremamente a guiar a colocação e a monitorar o vaso sanguíneo para obstruir ao longo do tempo.

Um estudo precedente pelos autores usou os materiais baratos, gelatinosos chamados hydrogels na tentativa de produzir um material eficaz para a hemorragia de controlo. Além do que ter o biocompatibility superior e propriedades elásticas e mecânicas ajustáveis, os hydrogels igualmente exibem capacidades dediluição - a capacidade para deformar-se em cima da injecção e rapidamente auto-para recuperar então e moldar-se para caber o espaço desejado; isto permite que a entrega seja feita usando catetes padrão sem equipamento especializado. Os discos do nanoplatelet do silicato eram misturados no hydrogel imitar a capacidade de coagulação de pilhas da plaqueta, e no composto resultante provado ser altamente eficazes na selagem fora das veias danificadas.

Uma equipe colaboradora de pesquisadores clínicos do especialista e da tecnologia biológica da radiologia da intervenção tomou a este projecto uma etapa mais adicionando as partículas da imagem lactente feitas da mistura do hydrogel do tântalo. O tântalo, um metal altamente biocompatible, foi mostrado para ser seguro de usar-se em aplicações biomedicáveis e é excretado na urina.

A equipe feita dos cientistas da clínica do instituto e do Mayo de Terasaki executou vários testes para determinar o tamanho de partícula do tântalo e a quantidade a melhor usar-se e seu efeito nas propriedades mecânicas do composto do hydrogel. Igualmente estabeleceram a formulação a melhor para os três componentes de seu gel composto novo. Suas experiências determinaram que as partículas do tântalo dispersadas bem no composto do hydrogel, não afectaram suas propriedades mecânicas e retiveram sua esterilidade ao longo do tempo.

Um outro objetivo ambicioso do projecto era executar suas experiências de controle da hemorragia em artérias algo que não tinha sido feito com hydrogels antes. Este esforço levantou os desafios adicionais, devido à circulação sanguínea e à pressão mais altas nas artérias, em sua variação larga do tamanho e em sua fragilidade potencial.

Depois que vário as experiências conduzidas nas embarcações arteriais de modelos suínos anticoagulated vivos, a equipe obtiveram resultados positivos com seu hydrogel composto tântalo-atado novo. Podiam criar um selo eficaz contra o sangramento nas artérias dos porcos, com uma época de desenvolvimento que fosse 40 vezes mais rapidamente do que com bobinas. O bloco arterial igualmente exibiu a estabilidade e a durabilidade, ficando em posição sem migração por quatro semanas antes de degradar naturalmente e sendo substituído pelo reparo do tecido conjuntivo da embarcação.

Devido ao componente do tântalo os procedimentos arteriais e a monitoração no gel dos modelos do animal foram executados com o visualização claro, do tempo real usando o CT, a fluoroscopia do raio X e o ultra-som.

“Os resultados experimentais que foram observados em nosso gel tântalo-carregado demonstram claramente suas eficácia e versatilidade”, disseram HanJun Kim, um membro da equipe do instituto de Terasaki. “Nós podíamos encontrar nossos objetivos de poder visualizar e colocar exactamente um bloco estável em uma embarcação arterial para tratar ràpida hemorragia intravenosa descontrolada.”

A equipe foi sobre conduzir experiências adicionais para testar o reversibility da colocação arterial do hydrogel novo e para encontrar que sua tomada arterial solidificada poderia facilmente ser removida usando um cateter aspiracional. Podiam igualmente obter o bloqueio arterial bem sucedido aplicando seu composto do hydrogel às bobinas que tinham sido colocadas nas embarcações e não tinham conseguido nem não tinham sustentado o bloqueio.

O uso deste gel tântalo-carregado controlar exibições do sangramento muitas vantagens originais sobre métodos actuais. É um método seguro, fácil de usar, e eficaz na redução de custos que demonstre a eficácia, a precisão e a versatilidade as melhores para uma variedade de aplicações médicas potenciais.

O método de tratamento desenvolvido aqui é uma melhoria vasta sobre métodos actuais e tem o potencial afectar muitas vidas. É um de muitos exemplos do trabalho inovativo e impactful que nós fazemos em nosso instituto.”

Ali Khademhosseini, Ph.D., director e CEO, instituto de Terasaki

Source:
Journal reference:

Albadawi, H., et al. (2020) Nanocomposite Hydrogel with Tantalum Microparticles for Rapid Endovascular Hemostasis. Advanced Science. doi.org/10.1002/advs.202003327.