Les ingénieurs du MIT ont développé un revêtement biologique à l'échelle nanométrique qui peut arrêter le saignement presque instantanément, une avancée qui pourrait considérablement améliorer les taux de survie des soldats blessés au combat.

Les chercheurs, dirigé par Paula Hammond et financé par l'Institute of Soldier Nanotechnologies du MIT et une société basée au Danemark, Ferrosan Medical Devices A/S, créé un revêtement par pulvérisation qui comprend de la thrombine, un agent de coagulation trouvé dans le sang. Les éponges enduites de ce matériau peuvent être stockées de manière stable et facilement transportées par les soldats ou le personnel médical. Les éponges pourraient également s'avérer précieuses dans les hôpitaux civils, dit Hammond, le professeur David H. Koch en ingénierie.

« La possibilité d'emballer facilement l'agent de coagulation du sang dans ce système d'éponge est très attrayante car vous pouvez les emballer, rangez-les puis retirez-les rapidement, " dit-elle.

Hammond et ses collègues ont décrit la technologie dans l'édition en ligne du 27 décembre de Matériaux avancés . L'auteur principal de l'article est Anita Shukla PhD '11, qui est maintenant post-doctorant à l'Université Rice.

Les saignements incontrôlés sont la principale cause de décès par traumatisme sur le champ de bataille. Méthodes traditionnelles pour arrêter les saignements, comme les garrots, ne conviennent pas au cou et à de nombreuses autres parties du corps. Dans les années récentes, les chercheurs ont essayé des approches alternatives, qui ont tous des inconvénients. Les pansements et colles de fibrine ont une courte durée de conservation et peuvent provoquer une réponse immunitaire défavorable, et les poudres de zéolite sont difficiles à appliquer dans des conditions venteuses et peuvent provoquer de graves brûlures. Une autre option est les bandages en chitosane, un dérivé du matériau structurel principal des exosquelettes de coquillages. Ces bandages ont eu un certain succès mais peuvent être difficiles à mouler pour s'adapter à des plaies complexes.

De nombreux hôpitaux civils utilisent une éponge de gélatine hautement absorbante produite par Ferrosan pour arrêter les saignements. Cependant, ces éponges doivent être trempées dans de la thrombine liquide juste avant l'application sur la plaie, ce qui les rend peu pratiques pour une utilisation sur le champ de bataille. L'équipe de Hammond a eu l'idée d'enduire les éponges d'un agent de coagulation du sang à l'avance, afin qu'ils soient prêts en cas de besoin, à usage militaire ou civil.

Pour faire ça, les chercheurs ont développé un revêtement biologique à l'échelle nanométrique qui consiste en deux couches alternées pulvérisées sur un matériau, comme les éponges utilisées dans cette étude. Les chercheurs ont découvert que les couches de thrombine, une protéine de coagulation naturelle, et acide tannique, une petite molécule présente naturellement dans le thé, produire un film contenant de grandes quantités de thrombine fonctionnelle. Les deux matériaux sont déjà approuvés par la Food and Drug Administration des États-Unis, ce qui pourrait aider au processus d'approbation d'une version commercialisée des éponges, dit Shukla.

Un avantage clé de la méthode de pulvérisation est qu'elle permet à une grande quantité de thrombine d'être emballée dans les éponges, enrobant même les fibres intérieures, dit David King, un chirurgien traumatologue et instructeur en chirurgie au Massachusetts General Hospital qui n'a pas participé à cette recherche.

« Tous les matériaux hémostatiques existants souffrent de la même limitation, qui est capable de fournir un paquet suffisamment dense de matériel hémostatique au site de saignement. C'est pourquoi ce nouveau matériau est passionnant, " dit le roi, également un réserviste de l'armée qui a servi en Afghanistan en tant que chef de la chirurgie traumatologique.

Une fois pulvérisé, les éponges peuvent être stockées pendant des mois avant utilisation. Les éponges peuvent également être moulées pour s'adapter à la forme de n'importe quelle plaie. « Nous avons maintenant une alternative qui pourrait être utilisée sans appliquer une grande pression et qui peut s'adapter à une variété de plaies, parce que les éponges sont si malléables, », dit Shukla.

Dans des tests avec des animaux à Ferrosan, les éponges enduites étaient appliquées sur les plaies, avec une légère pression (d'un pouce humain), pendant 60 secondes - et a arrêté le saignement dans ce délai. Les éponges dépourvues de thrombine ont nécessité au moins 150 secondes pour arrêter le saignement. Un simple patch de gaze, appliqué pendant 12 minutes (la durée de l'expérience), n'a pas arrêté le saignement.

Les chercheurs ont déposé une demande de brevet sur cette technologie et sur des éponges similaires enduites de l'antibiotique vancomycine. Le laboratoire de Hammond travaille maintenant à combiner les activités de coagulation sanguine et d'antibiotiques dans une seule éponge.

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un site populaire qui couvre l'actualité de la recherche du MIT, innovation et enseignement.