O sangramento interno é uma das principais causas de morte no campo de batalha, mas um novo, o material injetável desenvolvido pela equipe de pesquisadores da Texas A&M University e do Massachusetts Institute of Technology pode dar aos soldados feridos o tempo de que precisam para sobreviver, evitando a perda de sangue de graves ferimentos internos.

O tratamento potencialmente salva-vidas vem na forma de uma substância gelatinosa biodegradável que foi incorporada com discos de silicato de tamanho nanométrico que ajudam na coagulação. Uma vez injetado, o material se fixa no local da lesão e diminui rapidamente o tempo que leva para o sangue coagular - em alguns casos, em 77 por cento, diz Akhilesh Gaharwar, professor assistente de engenharia biomédica na Texas A&M e membro da equipe de pesquisa. As descobertas da equipe são detalhadas na revista científica ACS Nano e apoiado pelo Escritório de Pesquisa do Exército dos EUA.

Embora ainda esteja em fase de testes, Gaharwar prevê o biomaterial sendo pré-carregado em seringas que os soldados podem carregar com eles em situações de combate. Se um soldado experimenta uma penetração, lesão incompressível - aquela em que é difícil, senão impossível, aplicar a pressão necessária para parar o sangramento - ele ou ela pode injetar o material no local da ferida, onde irá desencadear uma coagulação rápida e fornecer tempo suficiente para chegar a um centro médico para tratamento, ele diz.

"O tempo para chegar a um centro médico pode levar de meia hora a uma hora, e esta hora é crucial; pode decidir a vida e a morte, "Gaharwar diz." A combinação de injetabilidade do nosso material, recuperação mecânica rápida, a estabilidade fisiológica e a capacidade de promover a coagulação resultam em um hemostato para o tratamento de feridas incompressíveis fora do hospital, situações de emergência, "Gaharwar diz.

Ao contrário de algumas soluções injetáveis, que representam o risco de fluir para outras partes do corpo e formar formações de coágulos não intencionais e potencialmente prejudiciais, o material desenhado por Gaharwar e seus colegas se solidifica no local da ferida e começa a promover a coagulação na área-alvo. O que mais, faz isso, Gaharwar explica, sem a necessidade de pressão aplicada, separando-o de outros tipos de tratamentos de feridas, como torniquetes, patches e selantes.

"A maioria dessas lesões penetrantes, que hoje são o resultado de dispositivos explosivos, rompem os vasos sanguíneos e criam hemorragias internas através das quais uma pessoa está constantemente perdendo sangue, "Gaharwar observa." Você não pode aplicar pressão dentro de seu corpo, então você tem que ter algo que possa coagular o sangue rapidamente sem a necessidade de pressão. "

Para projetar o material, Gaharwar e seus colegas pesquisadores modificaram uma substância conhecida como hidrogel. Os hidrogéis são materiais biodegradáveis ​​usados ​​em várias aplicações biomédicas devido à sua compatibilidade com o corpo e seus processos. Ao inserir nanoplacas bidimensionais no hidrogel, a equipe foi capaz de ajustar as propriedades mecânicas do material. Essencialmente, eles manipularam o material para que ele pudesse ser injetado no corpo e, em seguida, recuperasse sua forma uma vez dentro do corpo - algo necessário para se travar no local da ferida, Gaharwar explica.

O uso de materiais bidimensionais, Gaharwar diz, representa uma nova direção na engenharia biomédica. Os materiais bidimensionais são substâncias ultrafinas com grande área de superfície, mas com espessura de alguns nanômetros ou menos. Pense em uma folha de papel, mas em uma escala muito menor. Por exemplo, uma folha de papel vale 100, 000 nanômetros de espessura; As nanoplacas de Gaharwar têm um nanômetro de espessura.

Gaharwar e seus colegas empregam sistemas bidimensionais, partículas em forma de disco conhecidas como nanoplacas de silicato sintético. Por causa de sua forma, essas plaquetas têm uma grande área de superfície, ele explica. A estrutura, a composição e o arranjo das plaquetas resultam em cargas positivas e negativas em cada partícula. Essas cobranças, Gaharwar explica, fazer com que as plaquetas interajam com o hidrogel de uma maneira única. Especificamente, a interação faz com que o gel sofra temporariamente uma mudança em sua viscosidade quando a força mecânica é aplicada, muito parecido com ketchup sendo espremido de uma garrafa. Essa mudança permite que o hidrogel seja injetado e recupere sua forma uma vez dentro do corpo, Gaharwar explica.

Além de alterar as propriedades mecânicas do hidrogel, essas nanoplacas em forma de disco interagem com o sangue para promover a coagulação, Gaharwar diz, observando que os modelos animais mostraram a formação de coágulos ocorrendo em cerca de um minuto em oposição a cinco minutos sem a presença dessas nanopartículas. Modelo animal, ele adiciona, também demonstraram a formação de formações de coágulos que salvam vidas quando o biomaterial aprimorado foi usado.

"Estes 2D, nanopartículas de silicato são sem precedentes no campo biomédico, e seu uso promete levar a avanços conceituais e terapêuticos no campo importante e emergente da engenharia de tecidos, entrega de drogas, terapias de câncer e engenharia imunológica, "Gaharwar diz.

Encorajado por seus resultados, a equipe planeja aprimorar ainda mais o biomaterial para que ele possa iniciar a regeneração dos tecidos danificados por meio da formação de novos vasos sanguíneos, Gaharwar diz. O resultado, ele adiciona, poderia ser um tratamento de feridas em duas frentes - um que não apenas auxilia no controle de danos, mas também auxilia no processo de cura natural do corpo.