Наночастицы помогут остановить внутренние кровотечения

Единственный возможный способ избежать летального исхода при внутреннем кровотечении — обеспечить надлежащую и быструю медицинскую помощь. Хотя есть несколько препаратов, которые могут остановить серьезную потерю крови, ни один из них не может полностью помочь без хирургического вмешательства. В попытке остановить кровотечение более эффективно, ученые разрабатывают лекарства, которые можно применять с помощью простой инъекции.

Основная проблема с такими препаратами заключается в том, что средство должно инициировать образование сгустка только на месте повреждения сосудов и не влиять на всю свёртывающую систему крови.

Ученые из Университета ИТМО (Санкт-Петербург, Россия) нашли способ эффективно останавливать внутренние кровотечения с помощью магнитоуправляемых наночастиц, содержащих тромбин. Препарат, основанный на этом способе, можно вводить внутривенно и доставлять прямо к месту повреждения сосуда. Он может ускорить локальное образование сгустка и уменьшить общую потерю крови в 15 раз.

Наночастицы не токсичны для человека и могут потенциально использоваться для безопасного лечения. Они состоят из двух ключевых компонентов. Первым является тромбин — фермент, ответственный за свертывание крови. Он взаимодействует с белком, называемым фибриногеном и запускает образование сгустка, чтобы заблокировать повреждение в сосуде. Тромбин завернут в специальную пористую матрицу из магнетита. Этот минерал является вторым основным ингредиентом и позволяет точно контролировать движение частиц внутри тела с использованием внешнего магнитного поля.

Магнитные наночастицы с тромбином обладают низкой активностью и не вызывают свертывания крови, если они равномерно распределены в кровеносных сосудах. Поэтому препарат с ними можно вводить внутривенно и локализовать их там, где это необходимо, используя магнит. Когда пациент получает дополнительную порцию фибриногена, частицы тромбина вокруг места повреждения взаимодействуют с ним и кровотечение прекращается быстрее.

Мы тестировали эффективность наночастиц на образцах плазмы крови человека и особой модели сосудов. После первых экспериментов с плазмой выяснилось, что тромбин в наших наночастицах менее активен по сравнению с его свободным вариантом. Однако мы продолжили испытания и провели дополнительные эксперименты на моделях, которые позволили наблюдать, как наночастицы ведут себя, когда сосуд поврежден. Оказалось, что магнитная локализация компенсирует более низкую активность. Наночастицы сокращают время свертывания в 6,5 раза и могут уменьшить общую потерю крови в 15 раз.

— утверждает Андрей Дроздов, член лаборатории РХПТ в Университете ИТМО.

магнит, наночастицы
Это экспериментальная система моделирования, имитирующая условия поврежденного кровеносного сосуда, которая использовалась для оценки эффективности частиц.

Синтезировать эти наночастицы непросто. Важно сохранить их размер до 200 нанометров, иначе они станут непригодными для инъекций. Кроме того, требуются условия мягкого синтеза, чтобы молекула тромбина не разрушалась и не теряла свою активность. Благодаря использованию биосовместимых компонентов, мы добились безопасного применения даже при длительном воздействии.

— говорит руководитель лаборатории Владимир Виноградов.

Эта работа является частью более крупного проекта, направленного на создание гибридных гемостатических препаратов на основе наноматериалов. В настоящее время ученые планируют протестировать препарат на основе полученного материала на животных моделях и в случае успеха, провести клинические испытания. Исследователи надеются создать систему гемостаза на основе наночастиц, которая сможет быстро и эффективно остановить внутреннее кровотечение.

Источник: eurekalert.org