Bioinženjerski ugrušci nastaju iz krvi pacijenta ili donora te su brži i otporniji od prirodnih, s potencijalom primjene u hitnoj medicini i operacijama.
Krvni ugrušci prirodni su obrambeni mehanizam organizma koji sprječava prekomjeran gubitak krvi. U hitnim situacijama upravo oni mogu biti presudni za spašavanje života.
Znanstvenici su sada razvili novu vrstu bioinženjerskih krvnih ugrušaka koji nastaju znatno brže i traju dulje od onih koje tijelo stvara prirodnim putem. Riječ je o takozvanim inženjerskim krvnim ugrušcima (engineered blood clots, EBC), izrađenima tehnikom poznatom kao „click clotting”, odnosno ciljanim kemijskim povezivanjem krvnih stanica.
Ovi „super-ugrušci” formiraju se u svega nekoliko sekundi, a u budućnosti bi se mogli koristiti kao svojevrsni hitni flasteri za zaustavljanje krvarenja tijekom operacija, nakon prometnih nesreća i kod drugih teških ozljeda.
Istraživački tim iz Kanade i Sjedinjenih Američkih Država, piše ScienceAlert, vjeruje da bi ova tehnologija mogla pomoći u brzom zatvaranju ozbiljnih krvarenja, ali i potaknuti učinkovitije zacjeljivanje tkiva. Posebno bi mogla koristiti osobama koje imaju poremećaje zgrušavanja krvi.
– Prirodni krvni ugrušci ponekad se stvaraju presporo i mehanički su krhki, što ograničava njihovu sposobnost zaustavljanja obilnih krvarenja i može usporiti proces cijeljenja. Naše istraživanje pokazuje da crvene krvne stanice, kada ih se pravilno inženjerski obradi, mogu imati ključnu strukturnu ulogu i omogućiti razvoj čvršćih i funkcionalnijih biomaterijala – ističe Jianyu Li, mehanički inženjer sa Sveučilišta McGill u Kanadi.
Ključnu ulogu imaju crvene krvne stanice
Crvene krvne stanice čine gotovo polovicu volumena prirodnih krvnih ugrušaka, no same po sebi nisu dovoljno čvrste te se lako mogu raspasti. Znanstvenici su ih zato pretvorili u otporniji „građevni materijal” pokretanjem mikroskopskih kemijskih reakcija koje ih međusobno povezuju.
Te reakcije odvijaju se brzo i sigurno, a tako nastali bioinženjerski ugrušak može se primijeniti u obliku gela nazvanog citogel, koji se dodaje prirodnom ugrušku kako bi ga ojačao.
Dosadašnja istraživanja uglavnom su se fokusirala na fibrinska vlakna, koja daju ugrušku strukturalnu čvrstoću. Iako su vrlo čvrsta, fibrinska vlakna čine manje od jedan posto ukupnog volumena prirodnog ugruška. Novi pristup stoga se usmjerio na jačanje glavnog građevnog materijala, a ne samo njegove potporne mreže.
Čak 13 puta otporniji od prirodnih ugrušaka
U laboratorijskim testovima i pokusima na štakorima, bioinženjerski ugrušci pokazali su impresivne rezultate. Bili su 13 puta otporniji na pucanje i četiri puta ljepljiviji od prirodnih krvnih ugrušaka.
Osim toga, tijekom uspješnog zacjeljivanja ozlijeđene jetre štakora nisu zabilježeni znakovi štetne reakcije imunološkog sustava niti bilo kakva toksičnost.
Prema riječima istraživača, citogel se može pripremiti vrlo brzo – za oko 10 minuta kada se koristi donorska krv odgovarajuće krvne grupe (alogeni oblik), odnosno za približno 20 minuta kada se koristi pacijentova vlastita krv (autologni oblik).
– S obzirom na vremenska ograničenja u kliničkoj praksi, ova metoda ima velik potencijal za hitnu bolničku skrb, zbrinjavanje rana i druge medicinske primjene – dodaje Li.
Moguća primjena i kod pacijenata koji uzimaju lijekove za razrjeđivanje krvi
Krvni ugrušci često se povezuju s opasnim stanjima kada nastaju unutar krvnih žila i blokiraju protok krvi prema plućima ili mozgu. No u određenim situacijama njihovo stvaranje je nužno za zaustavljanje krvarenja.
To je posebno važno kod osoba koje uzimaju antikoagulantne lijekove, odnosno lijekove za razrjeđivanje krvi. Iako ti lijekovi smanjuju rizik od štetnih ugrušaka, istodobno otežavaju stvaranje korisnih ugrušaka koji zaustavljaju krvarenje. U takvim slučajevima citogel bi mogao značajno povećati čvrstoću i stabilnost nastalog ugruška.
Potrebna su daljnja istraživanja
Unatoč vrlo obećavajućim rezultatima, tehnologija je još u ranoj fazi razvoja. Tehnika „click clotting” dosad je testirana samo na životinjskim modelima, pa će biti potrebno dodatno ispitati njezinu učinkovitost i sigurnost u stvarnim kliničkim uvjetima.
Istraživači također planiraju dodatno prilagoditi svojstva ovih ugrušaka kako bi odgovarali različitim medicinskim potrebama – od obnove oštećenih organa do zaustavljanja arterijskih krvarenja. Trenutačna verzija citogela, primjerice, još nije dovoljno snažna za zaustavljanje krvarenja pod vrlo visokim tlakom.
Ipak, početni rezultati otvaraju mogućnost razvoja novih metoda kojima bi se znatno unaprijedila prirodna sposobnost organizma da zaustavi krvarenje.
– Inženjerski krvni ugrušci imaju velik potencijal za široku kliničku primjenu i mogli bi poboljšati ishode liječenja u brojnim medicinskim situacijama – zaključuje Li. Rezultati istraživanja objavljeni su u uglednom znanstvenom časopisu Nature.
(Ordinacija.hr)
