Cercetătorii din Departamentul de Inginerie Biomedicală din Texas A&M University lucrează la un mod cu totul nou de a detecta cheagurile de sânge, în special la copii.
Spre deosebire de ceea ce poate arăta un manual de biologie, vasele de sânge nu sunt cilindri drepți. Sunt întortocheate, ceea ce înseamnă că au curbe complexe, spirale și coturi. Când sângele ajunge în aceste curbe, modifică mecanica fluidelor sale și interacțiunile cu peretele vasului. La o persoană sănătoasă, aceste schimbări sunt în armonie cu microambientul sinuos, dar atunci când persoana e bolnavă, aceste medii ar putea duce la condiții de flux sanguin foarte complexe care activează proteinele și celulele și care, în cele din urmă, duc la formarea de cheaguri de sânge.
Dr. Abhishek Jain, profesor asistent, a declarat că o mare provocare în medicină este faptul că dispozitivele medicale utilizate pentru a detecta cheagurile și a evalua efectele medicamentelor care coagulează sângele sunt bazate pe chimie.
„Nu încorporează fluxul prin virajele de sânge care se transformă și răsucesc în mod natural, care sunt regulatoare fizice ale coagulării sângelui”, a spus Jain. “Prin urmare, citirile din aceste sisteme statice actuale nu sunt foarte predictive și adesea au rezultate fals pozitive sau fals negative.”
Pentru a aborda problema dintr-un nou unghi, cercetătorii din laboratorul lui Jain de la Texas A&M au proiectat un microdevice care imită vasele de sânge întortocheate și au creat un microambient bolnav în care sângele se poate coagula rapid sub flux. Aceștia au arătat că acest dispozitiv de coagulare biomimetică ar putea fi utilizat pentru a proiecta și monitoriza medicamentele care sunt administrate pacienților care suferă de tulburări de coagulare.
Jain a spus că poate vedea mai multe aplicații pentru dispozitiv, inclusiv în unități de urgențe. „Poate fi utilizat în detectarea tulburărilor de coagulare și utilizat în medicina de precizie unde doriți să monitorizați terapiile pro-trombotice sau anti-trombotice și să optimizați abordarea terapeutică”, a spus Jain.
După dezvoltarea dispozitivului, echipa l-a luat pe teren pentru un studiu pilot. Lucrând cu Dr. Jun Teruya, de la Spitalul de Copii din Texas, echipa și clinicienii au testat dispozitivul pe copii internați în stare critică, ai căror plămâni și inimi nu funcționau corect.
Acești pacienți aveau nevoie de o mașină de oxigenare cu membrană extracorporală (ECMO), care oferă suport cardiac și respirator. O complicație frecventă în ECMO este coagularea sângelui, astfel încât pacienților li se administrează anticoagulante. Cu toate acestea, aparatele ECMO sunt, de asemenea, cunoscute că „mănâncă” proteine coagulante și trombocite, ceea ce pune pacienții în risc suplimentar de sângerare. Copiii reprezintă cea mai expusă categorie de pacienți, predipusă la sângerare.
Testele curente de coagulare a sângelui bazate pe substanțe chimice sunt costisitoare, consumă timp, pot fi neconcludente și necesită un tehnician calificat. Sistemul microfluidic al echipei Jain nu necesită substanțe chimice costisitoare, este rapid, cu rezultate în 10-15 minute, folosește un volum redus de probă de sânge și este ușor de operat.
“Marja de eroare este în esență zero pentru acești pacienți”, a spus Jain. “Prin urmare, este imperativ ca toate testele, nu doar testele de coagulare, să funcționeze și să ofere clinicienilor informații rapide și fiabile despre pacientul lor, astfel încât să poată oferi cea mai bună îngrijire posibilă.”
Având oportunitatea de a testa sistemul lor cu pacienți adevărați, Jain a declarat că echipa sa a fost capabilă să demonstreze că designul lor poate detecta sângerarea la pacienții cu un număr scăzut de plachete, ceea ce poate ajuta medicii să ia decizii clinice mai bune bazate pe dovezi pentru pacienții lor .
Studiul a fost publicat recent în revista Nature’s Scientific Reports. Pentru Jain și echipa sa, următoarea etapă este continuarea studiilor clinice pentru a compara abordarea lor la metodele standard.
