有許多不同的事件可能導(dǎo)致體內(nèi)過度和不受控制的出血。這可能是由于炎癥和潰瘍、血管異?；蚺c外傷相關(guān)的損傷而發(fā)生的?；加幸赘胁“Y的個體，例如心臟病患者，由于抗凝劑通常被用作預(yù)防措施，因此內(nèi)出血的風(fēng)險特別高。它們還容易出現(xiàn)胃腸道出血，影響了 40% 使用心臟輔助設(shè)備的患者。除了需要對這些病癥進(jìn)行有效治療外，還存在控制導(dǎo)致動脈瘤和腫瘤細(xì)胞血管化的血流的適應(yīng)癥。

理想的治療方法是快速有效地阻斷受影響血管的破裂以止血并使血管壁愈合。然后阻塞材料最終會降解到足以讓血液再次正常流動。

目前的處理涉及固體和液體材料作為封閉劑。通常使用由編織鉑或不銹鋼絲制成的線圈。它們有各種長度、形狀和厚度，并使用特殊導(dǎo)管放入血管中。還有液體阻斷劑，注射到血管內(nèi)，注射后凝固。

但是目前的方法存在很多困難。由于線圈需要用于插入的特殊導(dǎo)管和拆卸和放置它們的專門設(shè)備，因此該過程很困難并且需要醫(yī)生的強(qiáng)化培訓(xùn)。此外，有時需要放置多個線圈才能有效，有時線圈移動或緊湊，需要重復(fù)程序。液體制劑經(jīng)常在注射過程中泄漏，導(dǎo)致放置不準(zhǔn)確、對周圍組織產(chǎn)生毒性作用以及需要額外嘗試。這些問題增加了增加時間和成本的可能性。

此外，這些方法都無法通過傳統(tǒng)的 CT、MRI、X 射線和透視方法準(zhǔn)確查看過程。成功的成像將極大地幫助指導(dǎo)放置和隨著時間的推移監(jiān)測血管塊。

作者之前的一項研究使用了稱為水凝膠的廉價凝膠材料，試圖生產(chǎn)一種有效的材料來控制出血。除了具有卓越的生物相容性和可調(diào)節(jié)的彈性和機(jī)械性能外，水凝膠還具有絕對變薄的能力——注射時變形，然后快速自我恢復(fù)和自我塑造以適應(yīng)所需空間的能力;這允許使用標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)管進(jìn)行分娩，而無需專門的設(shè)備。將硅酸鹽納米血小板盤混合到水凝膠中以模擬血小板細(xì)胞的凝血能力，所得復(fù)合材料被證明在封閉受損靜脈方面非常有效。

一個由臨床介入放射學(xué)專家和生物工程研究人員組成的合作團(tuán)隊通過添加由鉭水凝膠混合物制成的成像粒子，使該項目更進(jìn)了一步。鉭是一種高度生物相容性的金屬，已被證明可安全用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，并會從尿液中排出。

由寺崎研究所和梅奧診所的科學(xué)家組成的團(tuán)隊進(jìn)行了各種測試，以確定使用的最佳鉭顆粒大小和數(shù)量以及它們對水凝膠復(fù)合材料機(jī)械性能的影響。他們還為他們的新型復(fù)合凝膠的三種成分確定了最佳配方。他們的實驗表明，鉭顆粒很好地分散到水凝膠復(fù)合材料中，不會影響其機(jī)械性能，并且隨著時間的推移保持無菌。

該項目的另一個雄心勃勃的目標(biāo)是對動脈進(jìn)行出血控制實驗，這是以前水凝膠無法完成的。由于動脈中的血流量和壓力較高，它們的尺寸變化很大，而且它們潛在的脆弱性，這項工作帶來了額外的挑戰(zhàn)。

在活體抗凝豬模型的動脈血管上進(jìn)行了各種實驗后，該團(tuán)隊用他們的新型摻鉭復(fù)合水凝膠獲得了積極的結(jié)果。他們能夠有效地密封豬動脈防止出血，部署時間比線圈快 40 倍。動脈阻滯還表現(xiàn)出穩(wěn)定性和耐用性，在自然降解并被血管的結(jié)締組織修復(fù)所取代之前，保持原位不動四個星期。

由于凝膠中含有鉭成分，動物模型的動脈手術(shù)和監(jiān)測是通過 CT、X 射線透視和超聲以清晰、實時的可視化方式進(jìn)行的。

“在我們的載鉭凝膠中觀察到的實驗結(jié)果清楚地證明了它的有效性和多功能性，”寺崎研究所團(tuán)隊成員 HanJun Kim 說。“我們能夠?qū)崿F(xiàn)能夠在動脈血管中可視化并準(zhǔn)確放置穩(wěn)定塊以快速治療不受控制的血管內(nèi)出血的目標(biāo)。”

該團(tuán)隊繼續(xù)進(jìn)行額外的實驗來測試新水凝膠動脈放置的可逆性，并發(fā)現(xiàn)他們固化的動脈塞可以使用抽吸導(dǎo)管輕松移除。他們還能夠通過將他們的水凝膠復(fù)合材料應(yīng)用于已放置在血管中但未能實現(xiàn)或維持阻塞的線圈，從而獲得成功的動脈阻塞。

使用這種載鉭凝膠來控制出血比目前的方法具有許多獨特的優(yōu)勢。它是一種安全、易于使用且具有成本效益的方法，在各種潛在的醫(yī)療應(yīng)用中展示了最佳的有效性、精度和多功能性。

“這里開發(fā)的治療方法是對現(xiàn)有方法的巨大改進(jìn)，它有可能影響許多人的生命，”寺崎研究所所長兼首席執(zhí)行官 Ali Khademhosseini 博士說。“這是我們研究所所做的創(chuàng)新和有影響力的工作的眾多例子之一。”

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