適切な医学発明がなければ、交通事故、重大な職場事故、武器による負傷により、致命的な出血を引き起こす可能性があります。
セントラルフロリダ大学の研究者らは、抗菌効果のある新しい止血スポンジ状包帯を使って、潜在的に致命的な状況でそのような出血を防ぐことを目指しており、この包帯は最近開発され、ジャーナルに新たに発表された研究で詳述されている。 生体材料科学。
「現場や事故中に起こったことは大量出血によるもので、患者は死亡する可能性があります」とUCF材料科学工学助教授で研究共著者のカウシク・ムコパディヤイ氏は言う。 「こうした死亡事故は通常、最初の 30 分から 1 時間以内に発生します。私たちの全体的なアイデアは、その時間内に止血効果が得られる非常にシンプルなソリューションを開発することでした。患者を救うことができれば、医師や看護師も救うことができます」患者が。」
化学とメカニズム
Mukhopadhyay と彼のチームが開発した方法は、従来の包帯ラップというよりは泡に近いため、SilFoam と呼ばれています。 SilFoam はシロキサン (シリコンと酸素) で構成される液体ゲルで、特殊な 2 チャンバー注射器を介して送達され、創傷内で相互に接触すると 1 分以内に急速に膨張してスポンジ状の泡になります。スポンジは圧力を加えて送達部位の出血を制限すると同時に、スポンジに含まれる酸化銀により抗菌剤としても機能します。
ムコパディヤイ氏によると、5ミリリットルのジェルを注入するごとに、約35ミリリットルの膨張が期待できるという。
「大量の出血や出血があるときは、常に上を押して出血を止めたくなります」と彼は言います。 「つまり、私たちがここで行ったことは実際には同じことです。手を入れる代わりに、それを注入し、ボリュームのある拡張を作り出しました。」
Mukhopadhyay 氏と彼の共同研究者らは、スポンジを使用するとより穏やかに除去できることを発見しました。
「この包帯の粘着特性は、システムから取り外すときに小さな血管が破裂しないように最適化されていますが、筋肉、静脈、動脈に接着できる適切な量の添加物が含まれているため、血液は漏れません」と彼は言います。
ムコパディヤイ氏によると、スポンジの多孔性と接着特性により、スポンジが拡張して傷口を塞ぎ、体の自然な凝固プロセスが引き継がれるようになります。
「反応中に少量の熱が発生するため、プロセスが非常に早く進みます」と彼は言います。 「それに加えて、反応の副生成物の一部として酸素ガスが出ようとします。そのため、架橋可能なゴムにする代わりに、内部に多孔性の多い柔らかいスポンジを作りました。」
実験と方法
傷に対処する方法を研究するには、被験者に危害が及ばないように特別な注意と配慮が必要ですが、研究者らは機能解剖学的モデルを使用して方法をテストすることで、これを回避することができました。
彼らは、SIMETRIと呼ばれる地元企業が開発したリアルな血管と傷をデザインした特別に作られたマネキンを使用してフォームをテストし、予備的な結果がさらなるテストを進めるのに十分な見込みがあることを期待しました。
「この中で最も重要な部分の 1 つは、非侵襲的なモデルを使用したことです」と Mukhopadhyay 氏は言います。 「この段階では、承認を得て、生体内モデルの研究に進むことができます。現段階では、獣医師や外科医にも心理的な影響はありません。」
この実験は、特に研究者らが SilFoam を他の 5 つの既存の治療法と比較したときに有望であることが示されました。
彼らは、SilFoam には、漏れが大幅に少ないこと、低温を必要とするのに対して室温で保管できること、最終的には材料コストが低いこと、シリンジを使用するためのトレーニングがほとんどまたはまったく必要ないことなど、多くの利点があることを発見しました。
UCF の材料科学部門の大学院生、Pritha Sarkar が実験を支援しました。
「スポンジを膨張させるのに十分な酸素ガスが必要だったため、2 つの部品の反応性をチェックする必要がありましたが、同時に、反応自体が熱を発生するため、材料があまり熱くならないようにしました。」彼女は言います。
サーカー氏は、材料が人体に安全で、耐久性がありながらも硬すぎないことを確認するために、材料の毒性と強度についてもテキストメッセージで伝えた。
彼女はまた、SilFoam の組成が除去時に患者に害を及ぼさないようにすることにも取り組みました。
「包帯などの非常に粘着性の高いものを傷口に当てている場合は、血液の流出を防ぐことができますが、その包帯を剥がそうとすると、組織の損傷や痛みを引き起こす可能性があります」とサーカー氏は言う。 「私たちのポリマーシステムは皮膚にくっつかないので、剥がすのがとても簡単です。私たちの包帯は傷の上に広がって密閉することができますが、同時にその役目を終えたら取り除くことができます」とても簡単に。」
感染症の削減と次のステップ
研究の抗菌部分は、UCF 医学部教授であり、UCF の Biionix クラスターのディレクターでもあるメラニー コーザップ氏を通じて行われました。
彼女は材料科学者や機械エンジニアと協力して、新しい医療技術や治療法を開発するという目標を掲げて働いています。
「ポスドクのアビ・シンドゥ・プガジェンディ博士と私は、ムコパディヤイ博士らのチームと協力して、その物質の効能と細菌の増殖をどの程度阻止できるかを調査しました」とコアザップ氏は言う。 「私たちは胴体への外傷に通常感染する細菌を評価しました。その結果、この素材は非常に効果的であることがわかり、ムコパディヤイ博士が開発した包帯システム内でこの素材を利用し、新しい止血および抗菌戦略としての有効性が確認されました」素晴らしく重要な発見だ。」
この研究の一環として命を救う機会が得られたのは非常にやりがいのあることだったと彼女は言います。
「現時点では、これらの症状を持つ人々を治療する有効な治療法がなく、新しい戦略が本当に必要とされているため、この研究は重要です」とコーザップ氏は言う。 「これは、将来的に大きな外傷の後に救命治療を提供できる可能性のある新しい抗菌スポンジを研究するためにムコパディヤイ博士とチームを組むことができたことを意味しており、非常にうれしく、まさに私にとっての目標でした。」
Mukhopadhyay は最近、SilFoam のライセンス供与と導入を支援して GAP 賞も受賞しました。同氏は、次のステップはネブラスカ大学医療センターと協力し、その施設で生体内研究を実施することだと述べた。
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