Зміїний отрута допомагає гідрогелям зупинити кровотечу

Сила згортання препарату, отриманого з гадюки, продемонстрована навіть у присутності антикоагулянтів

Гідрогель з нановолокна, напоєний зміїною отрутою, може бути найкращим матеріалом для швидкої зупинки кровотечі, на думку вчених Райсового університету.

Гідрогель під назвою SB50 містить батроксобін - отруту, вироблену двома видами південноамериканської гадючної гадюки. Його можна вводити у вигляді рідини і швидко перетворюється на гель, який відповідає ділянці рани, тримаючи її закритою, і сприяє згортанню за лічені секунди.

Рисовий хімік Джеффрі Хартжерінк, провідний автор Вівек Кумар та їх колеги повідомили про своє відкриття в журналі Американського хімічного товариства ACS Biomaterials Science and Engineering. Гідрогель може бути найбільш корисним для хірургічних втручань, особливо для пацієнтів, які приймають антикоагулянти для розрідження крові.

"Цікаво, що ти можеш взяти щось настільки вбивче і перетворити це на щось, що може врятувати життя", - сказав Хартгерінк.

Батроксобін був визнаний своїми властивостями як коагулянт - речовина, яка спонукає кров згортатися - в 1936 році. Він використовувався в різних терапіях як спосіб видалення надлишків білків фібрину з крові для лікування тромбозів і як місцевий гемостат. Він також використовувався як діагностичний засіб для визначення часу згортання крові у присутності гепарину, антикоагулянтного препарату.

"З клінічної точки зору, це далеко не найважливіше питання тут", - сказав Хартжерінк. "Існує багато різних речей, які можуть спровокувати згортання крові, але коли ви перебуваєте на гепарині, більшість з них не працює, або вони працюють повільно або погано. Це, очевидно, викликає проблеми, якщо у вас кровотеча.

"Гепарин блокує функцію тромбіну, ферменту, який починає каскад реакцій, що призводять до згортання крові", - сказав він. "Батоксобін - це також фермент, який має функцію, подібну до тромбіну, але його функція не блокується гепарином. Це важливо, оскільки хірургічна кровотеча у пацієнтів, які приймають гепарин, може бути серйозною проблемою. Використання батоксобіну дозволяє нам обійти цю проблему, оскільки може негайно розпочати процес згортання, незалежно від того, є там гепарин чи ні ".

Батроксобін у поєднанні з гідрогелями лабораторії рису не береться безпосередньо від змій, сказав Хартжерінк. Речовина, що використовується для медицини, виробляється генетично модифікованими бактеріями, а потім очищується, уникаючи ризику інших забруднюючих токсинів.

Дослідники Райсу поєднали батоксобін з їх синтетичними самозбірними нановолокнами, які можна завантажувати в шприц і вводити в місце рани, де вони збираються в гель.

Випробування показали, що новий матеріал зупинив рану від кровотечі всього за шість секунд, а подальше виштовхування рани через кілька хвилин не відкрило її знову. Дослідники також протестували кілька інших варіантів: гідрогель без батроксобіну, батроксобін без гідрогелю, сучасний клінічний гемостат, відомий як GelFoam, та альтернативний самосбірний гемостат, відомий як Puramatrix, і виявили, що жоден з них не був таким ефективним, особливо в присутності -коагулянти.

Нова робота базується на великій розробці лабораторії Райсу ін’єкційних гідрогелевих лісів, які допомагають загоювати рани та вирощувати природну тканину. Синтетичні помости будуються з пептидних послідовностей для імітації природних процесів.

"Щоб бути зрозумілим, ми не виявили і не провели жодного з початкових розслідувань батоксобіну", - сказав Хартжерінк. "Його властивості були відомі протягом багатьох десятиліть. Ми зробили це, поєднавши його з гідрогелем, над яким працювали довгий час.

"Ми вважаємо, що SB50 має великий потенціал для зупинки хірургічної кровотечі, особливо у складних випадках, коли пацієнт приймає гепарин або інші антикоагулянти", - сказав він. "SB50 використовує потужну згортаючу здатність цього зміїного отрути і робить його набагато ефективнішим, доставляючи його у легко локалізованому гідрогелі, який запобігає можливим небажаним системним ефектам від використання лише батроксобіну".

SB50 вимагатиме схвалення FDA перед клінічним застосуванням, сказав Хартжерінк. Поки батроксобін вже затверджений, гідрогель лабораторії рису ще не отримав схвалення, процес, який він очікує, займе ще кілька років випробувань.