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Detener el sangrado del campo de batalla
Investigadores en Ciencias de vuelo de Aurora han desarrollado una bolsa que se puede colocar dentro de una herida grande y abierta para detener el sangrado potencialmente mortal en cuestión de minutos. La bolsa, llamada pinza hemostática hinchable, se asemeja a una bolsa de frijoles y está hecha de una malla de fibra de polímero envuelta en una tela de licra. El polímero absorbe la sangre y, al hacerlo, se expande, ejerciendo suficiente presión sobre las paredes de la herida para detener el flujo de sangre. Las pruebas preliminares también han demostrado que la bolsa promueve la coagulación: solo se absorbe el agua de la sangre, por lo que los factores de coagulación naturales que existen en la sangre se concentran.
Un salvavidas: Las pinzas hemostáticas hinchadas (arriba) están diseñadas para absorber sangre y detener el sangrado en heridas graves. Un polímero superabsorbente dentro de cada bolsa absorbe la sangre y se expande, ejerciendo presión sobre las paredes de la herida y frenando el flujo de sangre.
La bolsa sería más útil para tratar heridas en áreas del cuerpo donde no se podría aplicar un torniquete y para heridas demasiado grandes y severas para vendajes hemostáticos. Una de las principales causas de muerte de soldados en Irak y Afganistán es el sangrado, y hay muchos casos en el campo de batalla en los que este dispositivo podría salvar vidas, dice Javier de Luis, científico jefe de Aurora e investigador principal de la pinza hemostática inflamada. Además, se puede usar durante largos períodos de tiempo sin efectos secundarios y se puede quitar fácilmente.
Los métodos convencionales para controlar el sangrado externo incluyen la aplicación de presión directa. Esto puede hacerlo un médico u otra persona comprimiendo la herida, rellenándola con gasas hemostáticas o aplicando un torniquete. Cada uno presenta un problema único, y no estoy seguro de que ninguno de ellos sea muy efectivo, dice. George Velmahos , profesor de cirugía en la Escuela de Medicina de Harvard y jefe de la división de trauma, cirugía de emergencia y cuidados críticos quirúrgicos en el Hospital General de Massachusetts (MGH). Un torniquete, por ejemplo, detiene la circulación sanguínea por debajo del punto en el que se aplica, lo que deja el resto de la extremidad susceptible de convertirse en músculo muerto, dice Velmahos. Recientemente, el Ejército de los EE. UU. Desarrolló un torniquete ultrasónico para detener el flujo de sangre utilizando rayos de ultrasonido enfocados. (Consulte Un torniquete ultrasónico para detener el sangrado en el campo de batalla). Pero este método, junto con otros, tiene efectos secundarios térmicos que causan daño al tejido circundante.
También es muy difícil comprimir heridas profundas, especialmente cuando las balas vuelan, dice Velmahos. Necesitamos dispositivos inteligentes y materiales inteligentes que puedan detener el sangrado sin cortar la circulación y sin la necesidad de un paramédico u otro cuerpo físicamente presente. En ese sentido, la pinza hemostática hinchable es muy útil.
Inicialmente, la bolsa mide alrededor de tres pulgadas cuadradas y solo pesa un par de onzas, por lo que es fácil de guardar en un botiquín de primeros auxilios, una mochila o incluso en el bolsillo de un soldado. Está hecho de un polvo de polímero superabsorbente a base de ácido poliacrílico, un material estándar que se hincha enormemente cuando se expone al agua, por lo que puede absorber los componentes acuosos de la sangre y expandirse. Sin embargo, cuando la bolsa se usa en una herida, la expansión de las partículas de polímero se bloquea fácilmente por las partículas en la sangre, lo que reduce significativamente la eficacia del polímero en el dispositivo.
Para combatir esto, los investigadores de Aurora mezclaron el polímero con una fibra de polipropileno. La fibra mantiene las partículas de polímero espaciadas uniformemente para que puedan absorber la sangre rápidamente mientras se expanden uniformemente. El material exterior es una tela de licra de micro malla que se estira para adaptarse a la expansión del gel. La bolsa, a su vez, ejerce presión sobre las paredes de la herida y detiene el flujo de sangre a través de un efecto mecánico de bloqueo de fluidos.
El dispositivo tiene una absorción total de aproximadamente 30 veces su peso inicial en dos minutos, dice Liping Sun, científico senior de Aurora. Dependiendo del tamaño de la herida, se pueden utilizar varias bolsas. Cada uno puede hincharse hasta aproximadamente el tamaño de un par de toronjas, dice de Luis. Pero idealmente, una bolsa no se expandiría por completo, solo lo suficiente para detener el flujo de sangre. La bolsa también funciona como un pañal: bloquea el líquido para que la sangre no pueda salir. Las pruebas en cerdos en MGH arrojaron resultados prometedores: todos los sujetos de prueba tratados con la bolsa sobrevivieron a sus lesiones, en comparación con solo el 40 por ciento de los controles, que se probaron con un rollo de gasa estándar emitido por el ejército.
La bolsa hemostática hinchada podría ser una buena manera de detener el sangrado durante unas horas, de modo que un soldado o un paciente puedan ser transportados a un centro médico, dice. Ali Khademhosseini , profesor asistente en la división de ciencias y tecnología de la salud de Harvard-MIT, y ganador del TR35. A diferencia de dispositivos similares, funciona para minimizar la cantidad de líquido que saldría de la herida, dice Khademhosseini.
Otros dos tipos de dispositivos que ya utiliza el ejército de EE. UU. Son fabricados por HemCon y Z-Medica . HemCon, con sede en Portland, Oregón, fabrica vendajes a partir del quitosano, un polisacárido biocompatible de origen natural derivado de las conchas de camarón. Cuando se aplica a una herida, el quitosano cargado positivamente atrae células sanguíneas cargadas negativamente, lo que sella la herida y permite que el cuerpo forme un coágulo que detiene la hemorragia.
Z-Medica, con sede en Wallingford, CT, fabrica un producto vertible llamado QuickClot que utiliza agentes a base de zeolita para absorber la sangre y adherirse al tejido en y alrededor del sitio de la herida.
Pero para las lesiones traumáticas, es necesario tener un sistema rápido que pueda prevenir el sangrado en heridas grandes, dice Khademhosseini. Los vendajes HemCon, por ejemplo, solo cubren un área de cuatro por cuatro pulgadas.
El principal beneficio de nuestro dispositivo es que se trata de una aplicación puramente mecánica, por lo que no tenemos ninguna complicación con reacciones químicas o reacciones exotérmicas, dice de Luis.
Los investigadores del MIT, dirigidos por Rutledge Ellis-Behnke, también están trabajando en una solución innovadora: un líquido biodegradable que puede detener rápidamente el sangrado. (Ver Nanosolución detiene el sangrado y TR10: Nanohealing.) También podría usarse para promover la curación, particularmente para heridas dentro del cuerpo. Sin embargo, aún faltan entre tres y cinco años para que el líquido biodegradable sea aprobado para su uso en humanos, y los investigadores del MIT dicen que se utilizará por primera vez en procedimientos quirúrgicos. Se desconoce su impacto en heridas grandes y en otras áreas.
Según de Luis y Velmahos, la pinza hemostática hinchada se puede desarrollar por menos de $ 10 por bolsa, y podría estar en el campo de batalla dentro de un año. Este tipo de cosas son muy útiles no solo para el campo de batalla, sino también para el tratamiento biomédico en cualquier lugar, dice Khademhosseini. Utilizan polímeros estándar que son baratos y están disponibles comercialmente.