Аэрогели для остановки сильных кровотечений испытали в лаборатории

ТАСС, 24 сентября. Российские ученые создали аэрогели, которые при введении в рану могут за несколько минут останавливать даже сильные кровотечения. Статью с результатами исследования опубликовал журнал Polymers, кратко об этом пишет пресс-служба Российского химико-технологического университета (РХТУ) им. Д. И. Менделеева.

"Мы показали, что наше средство останавливает кровотечения на масштабах двух-трех минут без характерных побочных эффектов аналогов – оно не вызывает ожоги как цеолиты и не способно вызвать тромбозы как чистый хитозан. Кроме того, по нашим расчетам, себестоимость аэрогелей на основе хитозана даже ниже, чем у аналогичных гемостатических средств, потому что все исходные вещества и реактивы, тот же углекислый газ, у нас совсем недорогие", – рассказала Дарья Ловская, научный сотрудник РХТУ и один из авторов работы.

Разработка ученых основана на хитозане – популярном биополимере, который получают из панцирей ракообразных. У него высокая биосовместимость – его уже используют в покрытиях протезов, системах адресной доставки лекарств, каркасов для восстановления костной ткани и так далее. В новой работе ученые сделали на основе хитозана аэрогель – твердый высокопористый материал, который на 99% состоит из воздуха.

Аэрогель сотрудники РХТУ получили в несколько этапов: сначала синтезировали гидрогель хитозана, то есть сетчатую структуру с обилием пор, заполненных водой. После этого гидрогель обработали спиртом, чтобы заменить всю воду. Полученный гель высушили в среде сверхкритического флюида – углекислого газа, который находится в специальном аппарате при давлении 73 атмосферы и температуре 31 °С. В таких условиях флюид постепенно вытеснил спирт, освободив поры и сохранив структуру материала.

Ученые использовали хитозан с разной молекулярной массой и выяснили, что лучшие характеристики показали аэрогели на основе самых коротких молекул хитозана. "Мы совместили свойства хитозана с уникальными свойствами аэрогелей и так получили новый высокоэффективный кровоостанавливающий материал, который работает не просто лучше, чем хитозан сам по себе, но и лучше, чем многие современные аналоги - он безопаснее и удобнее при сопоставимой себестоимости и кровоостанавливающих свойствах", – отметила Ловская.

Остановка кровотечений за две минуты

Полученный аэрогель ученые ипытали на лабораторных свиньях. Для этого животным повредили бедренные артерии так, чтобы рана имитировала пулевое ранение. Спустя 45 секунд после ранения ученые вводили испытуемым аэрогель хитозана. Чтобы оценить эффективность новых материалов, исследователи сравнивали их действие с чистым хитозаном в виде порошка.

В результате аэрогели хитозана и чистый хитозан показали схожие результаты: кровотечения прекращались за 2-3 минуты после введения препарата и не возобновлялись в течение трех часов наблюдений. Средний объем потерянной крови составлял 425 мл. В конце испытаний все животные успешно могли сгибать и разгибать поврежденную ногу, имитируя ходьбу, но кровотечение не возобновилось.

При этом использование аэрогелей, по данным исследователей, имеет ряд преимуществ. Во-первых, хитозан в форме порошка может неравномерно распределяться, и рана будет частично открыта для инфекции, в то время как частицы аэрогеля, быстро набухая, закрывают всю рану. Во-вторых, порошок хитозана часто прилипает к краям раны, что затрудняет, например, работу хирурга. С аэрогелями таких проблем не возникает, так как их легко можно удалить из раны.

Как добавили в РХТУ, авторы разработки уже получили патент на свой материал. В дальнейшем они планируют модернизировать его структуру таким образом, чтобы еще больше сократить время кровотечения, сохранив все остальные преимущества и особенности материала.