Специалисты создали состав, воспроизводящий естественный процесс взаимодействия тромбоцитов и белков при формировании тромба. Функции клеток выполняют наночастицы, а в качестве белка выступает полимер. В случае сильных кровотечений достаточно ввести этот состав в организм для эффективной и быстрой остановки повреждений сосудов.
Любое повреждение кровеносных сосудов могло бы привести к значительным кровопотерям, если бы не было запущено механизмы свертывания крови. Это сложный каскад реакций с участием тромбоцитов и белка фибрина ведет к образованию тромба, который закупоривает повреждение и запускает процессы заживления. Однако при тяжелых травмах, особенно внутренних, естественная реакция не успевает справиться со своей задачей. Глобальная смертность от потери крови достигает более 2,5 миллиона человек в год.
В критических ситуациях может оказаться полезной новая двухкомпонентная система, созданная исследователями из Массачусетского технологического института (MIT). Она состоит из полимеризующегося вещества и наночастиц, благодаря чему возможно воспроизвести естественный процесс формирования тромба. Введение подобного состава в рану способствует быстрому и надежному перекрытию повреждения. Подробности этого открытия представлены в статье, опубликованной в журнале Advanced Healthcare Materials.
Паола Хэммонд и ее соавторы подчеркнули, что при значительной кровопотере и серьезных травмах в организме не хватает тромбоцитов и фибрина для остановки всех повреждений. Это побудило исследователей к разработке искусственных аналогов, которые могли бы имитировать функции этих клеток и белков.
Наночастицы впервые показали, какую роль они играют в системе, связанной с тромбоцитами опробованные в 2022 году. Они представляют собой сферы диаметром 140-220 нанометров, сделанные из PEG-PLGA — сополимера на основе полиэтиленгликоля. При этом на их поверхности закреплены функциональные группы — короткие пептидные цепочки GRGDS. Благодаря им наночастицы способны взаимодействовать с тромбоцитами, которые скапливаются и активируются в месте повреждения сосудов.
В настоящее время исследователи расширили их возможности, добавив другую функциональную группу, благодаря которой они могут взаимодействовать со вторым элементом системы. Данный элемент представляет собой укороченные цепи того же полиэтиленгликоля. При контакте с этими молекулами наночастицы соединяют их, формируя плотную структуру, подобную сети природного фибрина, стабилизированной тромбоцитами. Следует отметить, что полиэтиленгликоль обладает полной биосовместимостью и не провоцирует существенной иммунной реакции.
Для изучения возможности создания подобного сочетания, Хэммонд и ее коллеги провели исследования на мышах, имевших внутренние кровотечения. В кровеносную систему животных вводили оба компонента, что продемонстрировало их способность к накоплению в области повреждения и эффективной остановке кровотечения. Кроме того, исследователи выявили еще один значительный плюс подобных искусственных сгустков.
При серьезных травмах и значительной кровопотере медицинские работники нередко вводят в организм большие объемы физиологического раствора или других жидкостей для стабилизации кровяного давления. Эти растворы способны разрушать недавно сформировавшиеся тромбы, препятствуя естественному процессу быстрого заживления раны. Искусственные тромбы, созданные на основе полиэтиленгликоля, не подвержены подобному воздействию. Это предоставит врачам дополнительное время для безопасной транспортировки пострадавшего в медицинское учреждение и начала комплексного лечения.