חוקרים ביו-רפואיים תכננו מיקרוג'ל להזרקה כדי לסייע בהפחתת דימומים אצל תינוקות הזקוקים לטיפול כירורגי. במודל של בעלי חיים, המיקרוג'ל המהונדס הפחית את הדימום ב-50% לפחות.
כאשר מבוגרים חותכים את עצמם, תהליך רב-שלבי הנקרא המוסטזיס עוצר את הדימום מכלי הדם הפגוע. אבל דימום דם אצל תינוקות שונה מדימוסטזיס אצל מבוגרים. הבדל זה יכול להיות בעייתי אם תינוקות זקוקים לניתוח כדי לטפל בבעיות רפואיות משמעותיות. בניתוחים, חולים בדרך כלל מקבלים דם מתורמים מבוגרים כדי לפצות על דם שאבד במהלך הניתוח.
אבל אם אתה נותן דם מבוגר לתינוק, ההבדל בדימום של מבוגרים לעומת דימום של תינוקות עלול להוביל לקרישה רבה מדי, מה שעלול להגביר את הסבירות לפקקת, שבה נוצרים קרישי דם בריאות או במקומות אחרים ומעמידים את התינוק בסכנה.
אשלי בראון, מחברת שותפה של מאמר על העבודה
"צוות המחקר שלי עשה עבודה רבה על דימומים הקשורים לניתוח בילודים, ורצינו לפתח התערבות טיפולית שתפחית דימומים ובהרחבה – תפחית את הצורך של תינוקות לקבל עירויי דם למבוגרים במהלך הניתוח", אומר בראון, שהוא הפרופסור המובהק להנדסה ביו-רפואית של לאמפ במחלקה המפרקת של Lampe באוניברסיטת צפון קרולינה והנדסה ביו-רפואית באוניברסיטת צפון קרוליינה.
לשם כך, החוקרים פיתחו חומר בשם B-knob triggered microgels (BK-TriGs).
"פיברין הוא חלבון הקרישה העיקרי בדם אנושי", מסביר בראון. "יש רצף קצר של חומצות אמינו שנקרא 'פפטיד B' שמקשר בין מולקולות פיברין ליצירת קרישי דם היכן שהם נחוצים – ופפטידי B אלה ממלאים תפקיד חשוב במיוחד בהמוסטזיס לתינוקות. ה-BK-TriGs הם חלקיקים מהונדסים שמשובצים בפפטידי B האלה".
החלקיקים יכולים לספוג מים ולהפוך להידרוג'לים סחוטים, המחקים את התכונות המכניות של טסיות טבעיות באופן שממקסם את יכולתם של פפטידי B ליצור רשתות פיברין ודימום.
החוקרים בדקו לראשונה את ה-BK-TriGs על ידי שימוש במכשירים מיקרופלואידיים שאפשרו להם לבצע בדיקות חוץ גופיות כדי לראות כיצד המיקרוג'לים השפיעו על קרישה בפלסמת דם ממבוגרים ותינוקות אנושיים.
"מצאנו ש-BK-TriGs עבדו טוב יותר בשיפור קרישת הדם בפלזמה של תינוקות מאשר בפלזמה למבוגרים, וזה מה שציפינו לראות", אומר בראון.
כדי להמשיך ולבחון את היעילות של ה-BK-TriGs, החוקרים עבדו עם עכברי מעבדה שהונדסו גנטית כדי לא לייצר פיברינוגן, המבשר לפיברין. זה איפשר לחוקרים להכניס תחילה פיברינוגן לתינוקות לעכברי המעבדה, כך שהעכברים יפגינו צורה של דימום דם הדומה לתינוקות.
"מצאנו שה-BK-TriGs עלו על כל אחת מהאפשרויות האחרות שבדקנו בהפחתת איבוד הדם", אומר בראון. "באופן ספציפי, ה-BK-TriGs הפחיתו את איבוד הדם ב-50-60% בהשוואה לקבוצת הביקורת."
השלבים הבאים לעבודה הם לראות כיצד BK-TriGs משתווים לתרופות דימוסטטיות אחרות הקיימות בשוק, לבד או בשימוש בשילוב עם BK-TriGs.
"התוצאות שאנחנו מדווחים כאן מרגשות, אבל אנחנו עדיין רחוקים משימוש קליני", אומר בראון. "עלינו לוודא שאין סיכונים בלתי צפויים הקשורים לקרישת דם.
"אבל אם נגלה כי BK-TriGs בטוחים ויעילים, אנו אופטימיים שזו יכולה להיות דרך חסכונית להפוך את הניתוח לבטוח יותר עבור תינוקות. ייצור חלקיקי BK-TriG יהיה זול יחסית – בוודאי בהשוואה למוצרי דם".
המאמר, "המוסטטי B-Knob Triggered MicroGels (BK-TriGs) כדי לטפל בדימום ביילודים", יפורסם ב-3 באפריל בכתב העת התקדמות המדע. מחבר המאמר המתכתב הוא מייקל דניאל, פרופסור להנדסת חשמל ומחשבים והנדסה ביו-רפואית ב-NC State. המחבר הראשון של המאמר הוא נושין זנדי, חוקר פוסט-דוקטורט במחלקה להנדסה ביו-רפואית המשותפת של Lampe. מחברים שותפים כוללים את קימברלי נלנבך, פוסט דוקטורט לשעבר במחלקה המשותפת; קונור מור, תואר ראשון במחלקה המשותפת; ג'וליה סטורץ', לשעבר תואר ראשון ב-NC State; ושרה אברהמס ומתיו פליק עם המרכז לחקר הדם של UNC.
העבודה נעשתה בתמיכת איגוד הלב האמריקאי תחת מענק 22TPA969368; הקרן הלאומית למדע תחת מענק 2211404; והמכון לרפואה השוואתית במדינת NC.
בראון הוא מייסד שותף של Selsym Biotech, Inc., המפתחת חומרים הניתנים להזרקה המיועדים להפסקת דימום.
