생명을 구하는 스펀지 같은 '붕대'는 출혈을 빠르게 멈추고 감염 위험을 완화합니다.

적절한 의학적 발명이 없다면 교통사고, 심각한 직장 사고 또는 무기로 인한 부상으로 인해 치명적인 출혈이 발생할 수 있습니다.

센트럴 플로리다 대학의 연구자들은 항균 효능이 있는 새로운 지혈 스펀지 모양의 붕대를 이용하여 잠재적으로 치명적인 상황에서 이러한 출혈을 예방하는 것을 목표로 하고 있습니다. 이들은 최근 이 붕대에 대한 연구를 개발하여 Biomaterials Science 저널에 새롭게 게재했습니다.

UCF의 재료 과학 및 공학 조교수이자 연구 공동 저자인 카우식 무코파드야이는 "현장이나 사고 중에 일어나는 일은 심한 출혈로 인해 환자가 사망할 수 있기 때문입니다."라고 말합니다. "이러한 사망은 일반적으로 처음 30분에서 1시간 사이에 발생합니다. 우리의 전체적인 아이디어는 그 시간 내에 지혈 효능을 가질 수 있는 매우 간단한 솔루션을 개발하는 것이었습니다. 환자를 살릴 수 있다면 의사와 간호사도 환자를 살릴 수 있습니다."

화학 및 메커니즘

Mukhopadhyay와 그의 팀이 개발한 방법은 SilFoam이라고 불리는데, 이는 전통적인 붕대 랩보다 거품에 더 가깝기 때문입니다. SilFoam은 특수한 2개 챔버 주사기를 통해 전달되는 실록산(실리콘과 산소)으로 구성된 액체 젤로, 1분 이내에 상처 내에서 서로 노출되면 빠르게 스펀지 거품으로 확장됩니다. 스펀지는 전달 부위의 출혈을 제한하기 위해 압력을 가하는 동시에 그 안에 있는 산화은으로 인해 항균제 역할도 합니다.

Mukhopadhyay에 따르면, 젤을 5ml 주입할 때마다 약 35ml의 확장이 예상된다고 합니다.

"출혈이 심하거나 출혈이 있을 때는 위를 눌러 출혈을 멈추고 싶을 겁니다."라고 그는 말합니다. "그래서 우리가 여기서 한 일은 사실 똑같습니다. 손을 넣는 대신 주사를 하면 방대한 팽창이 생깁니다."

무코파디아이와 그의 협력자들은 그들이 만든 스펀지가 더 부드럽게 제거된다는 것을 발견했습니다.

"이 붕대의 접착력은 최적화되어 있어서 시스템에서 꺼낼 때 작은 혈관이 파열되지 않으면서도 근육, 정맥, 동맥에 접착할 수 있는 적절한 양의 첨가물이 있어서 혈액이 새지 않습니다."라고 그는 말합니다.

무코파드야이 박사는 스펀지의 다공성과 접착 특성 덕분에 팽창하여 상처를 봉합하고 신체의 자연적인 응고 과정을 촉진할 수 있다고 말합니다.

"반응 중에 약간의 열이 발생하여 공정이 매우 빠르게 진행됩니다."라고 그는 말합니다. "게다가 반응 부산물의 일부인 산소 가스가 빠져나가려고 합니다. 그래서 가교 가능한 고무가 되는 대신, 내부 기공이 많은 부드러운 스펀지가 됩니다."

실험 및 방법

상처를 치료하는 방법을 연구하려면 피험자에게 해를 끼치지 않도록 특별한 주의와 고려가 필요하지만, 연구자들은 기능적 해부학적 모델을 사용하여 방법을 시험함으로써 이를 우회할 수 있었습니다.

그들은 SIMETRI라는 지역 회사가 개발한 현실적인 혈관과 상처를 디자인하고 특수 제작한 마네킹을 사용하여 거품을 테스트했으며, 예비 결과가 추가 테스트를 진행하기에 충분히 만족스럽기를 바랐습니다.

"가장 중요한 부분 중 하나는 비침습적 모델을 사용했다는 것입니다." Mukhopadhyay가 말합니다. "이 단계에서는 승인을 받고 생체 내 모델을 연구할 수 있습니다. 이 단계에서는 수의사나 외과의사에게도 심리적 영향이 없습니다."

실험은 유망한 것으로 나타났는데, 특히 연구자들이 SilFoam을 다른 다섯 가지 기존 치료 방법과 비교했을 때 더욱 그렇습니다.

연구진은 SilFoam이 누출이 현저히 적고, 낮은 온도가 필요한 것보다 실온 보관이 가능하고, 궁극적으로 재료 비용이 낮고, 주사기 사용에 대한 교육이 거의 필요하지 않다는 등 많은 장점을 가지고 있다는 것을 발견했습니다.

UCF 재료과학부의 대학원생인 프리타 사르카르가 실험을 도왔습니다.

"우리는 스펀지를 확장할 수 있는 충분한 산소 가스가 필요했기 때문에 두 부분의 반응성을 확인해야 했지만, 동시에 반응 자체에서 열이 발생하기 때문에 재료가 너무 뜨거워지는 것을 원하지 않았습니다."라고 그녀는 말합니다.

사르카르는 또한 인체에 안전하고 내구성이 있으면서도 너무 딱딱하지 않도록 재료의 독성과 강도에 대한 내용을 문자로 표시했습니다.

그녀는 또한 SilFoam의 구성 요소가 제거 시 환자에게 해를 끼치지 않도록 노력했습니다.

"상처에 붙일 수 있는 붕대처럼 매우 끈적거리는 것이 있다면, 피가 나오는 것을 막을 수 있지만, 그 붕대를 제거하고 싶다면 조직 손상이나 통증을 유발할 수 있습니다."라고 Sarkar는 말합니다. "저희의 폴리머 시스템은 피부에 달라붙지 않으므로 제거하기가 매우 쉽습니다. 상처에 팽창하여 닫을 수 있는 드레싱이 있지만, 동시에, 일단 제 역할을 다하면 매우 쉽게 제거할 수 있습니다."

감염 감소 및 다음 단계

이 연구의 항균 요소는 UCF 의과대학 교수이자 UCF Biionix 클러스터 소장인 Melanie Coathup을 통해 이루어졌습니다.

그녀는 새로운 의료 기술과 치료법을 창출한다는 목표로 재료 과학자와 기계 엔지니어와 함께 일하고 있습니다.

"저의 포스트닥 박사인 Abi Sindu Pugazhendhi 박사와 저는 Mukhopadhyay 박사와 팀과 함께 그의 재료의 효능과 박테리아 성장을 얼마나 잘 막았는지 조사했습니다." Coatup이 말했습니다. "우리는 몸통의 외상성 부상을 감염시키는 박테리아를 평가했고, 그 결과 이 ​​재료가 매우 효과적이라는 것을 보여주었고, Mukhopadhyay 박사가 개발한 붕대 시스템 내에서 이 재료를 사용하고 새로운 지혈 및 항균 전략으로서의 효능을 확인하는 것은 매우 중요하고 위대한 발견입니다."

그녀는 이 연구의 일환으로 생명을 구할 수 있는 기회가 매우 보람 있었다고 말합니다.

"연구는 중요합니다. 현재 이러한 질환이 있는 사람들을 치료할 수 있는 효과적인 치료법이 없고, 새로운 전략이 정말 필요하기 때문입니다." Coathup이 말했습니다. "이는 Mukhopadhyay 박사와 협력하여 미래에 중대한 외상성 부상 후 생명을 구하는 치료법을 제공할 수 있는 새로운 항균 스펀지를 조사하는 것이 절대적으로 즐거웠고 제 취향에 맞다는 것을 의미합니다."

Mukhopadhyay는 또한 최근 SilFoam의 허가와 배포를 지원하기 위한 GAP 상을 수상했습니다. 그는 다음 단계는 네브래스카 대학교 의료 센터와 협력하여 해당 시설에서 생체 내 연구를 수행하는 것이라고 말합니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/10/241017113907.htm