Biomaterial Sintetis Mungkin Menjadi Kunci dalam Situasi Trauma Darurat

“Curing” Bleeding with Artificial Platelets

Banyak kematian akibat cedera dan kecelakaan terkait dengan kehilangan darah. Meskipun tidak dibahas sebanyak kanker, penyakit kardiovaskular, atau penyakit genetik, ini adalah segmen kedokteran yang dapat sangat memanfaatkan teknologi yang lebih maju untuk menyelamatkan nyawa.

Dalam perawatan IGD saat ini, transfusi trombosit, sel yang bertanggung jawab untuk koagulasi, sering diperlukan untuk mengendalikan perdarahan.

Cara kerja trombosit adalah dengan merespons sinyal yang dikirim oleh tubuh pada area cedera, membuat trombosit bergerak ke lokasi cedera. Setelah tiba, trombosit akan menumpuk bersama membentuk bekuan yang membantu menghentikan perdarahan.

Sumber: Byjus

Bekuan itu sendiri terbentuk dari aglomerasi trombosit dan fibrin, sebuah protein berserat yang terdapat dalam aliran darah. Seluruh proses juga dimediasi oleh tidak kurang dari 13 faktor koagulasi yang berbeda.

Sumber: Trombosit.

Namun, masalahnya adalah penyimpanan transfusi trombosit sulit, mengurangi kegunaannya dalam situasi pra‑rumah sakit. Di antara masalahnya adalah “ketersediaan donor yang terbatas, portabilitas dan penyimpanan yang sulit, risiko kontaminasi bakteri tinggi, dan umur simpan yang sangat pendek (~5-7 hari)”.

Trombosit tetap menjadi “perbatasan akhir” dari transfusi komponen darah di setting pra‑rumah sakit, dan data yang mendukung hasil yang lebih baik dengan transfusi trombosit dini pada perdarahan masif sangat mendukung alasan untuk memajukan transfusi trombosit bersama dengan PRBC dan plasma.

Trombosit Buatan yang Terinspirasi Bio: Masa Lalu, Sekarang, dan Masa Depan.

Perdarahan akibat cedera traumatis tidak akan pernah berhenti berbahaya, tidak peduli kemajuan apa yang kita buat dalam genetika, biologi sel, atau organ buatan. Karena perdarahan merupakan penyebab utama kematian sebelum mencapai rumah sakit, diperlukan solusi lain selain transfusi trombosit.

Sementara banyak upaya telah dihabiskan untuk meningkatkan penyimpanan dan kegunaan trombosit alami, trombosit buatan merupakan alternatif lain.

Memanfaatkan kemajuan dalam nanoteknologi, konsep ini mungkin menjadi kenyataan lebih cepat dari yang diperkirakan, berkat peneliti di North Carolina State University, University of Virginia, Duke University, dan Chapman University, serta hasil mereka yang dipublikasikan dengan judul “Partikel mirip trombosit ultrasoft menghentikan perdarahan pada model trauma tikus dan babi”.

Artificial platelets

Trombosit buatan

Beberapa upaya telah dilakukan di masa lalu untuk mengembangkan sistem trombosit buatan.

Menggunakan trombosit alami bersama dengan sistem buatan telah terbukti menyelesaikan sebagian besar masalah yang terkait dengan trombosit alami. Lebih menjanjikan adalah penggunaan nanopartikel buatan yang terikat pada protein atau fragmen protein.

Inilah yang dilakukan para peneliti di atas, dengan menciptakan partikel mirip trombosit sintetis (PLP). Mereka dirancang menggunakan nanogel ultrasoft dan sangat dapat berubah bentuk yang dikaitkan dengan fragmen antibodi spesifik fibrin.

Ligand yang mengikat fibrin dirancang untuk menargetkan lokasi luka dan meningkatkan pembentukan bekuan darah.

Partikel nanogel fleksibel juga mampu mengubah bentuk dengan cara yang mirip dengan trombosit asli. Hal ini meningkatkan stabilitas bekuan dan berkontribusi pada penyembuhan.

Great Result, Good Safety

Hasil Hebat, Keamanan Baik

In vitro, PLP secara selektif mengikat fibrin dan meningkatkan pembentukan bekuan.

Dalam model hewan (tikus dan babi), PLP mengurangi kehilangan darah tanpa pembentukan bekuan di luar target, sebuah poin yang sangat penting, karena bekuan darah yang tidak diinginkan dapat mematikan sama seperti kehilangan darah. Hal ini bahkan dapat menyebabkan stroke atau serangan jantung.

Kehilangan darah berkurang secara signifikan, bahkan ketika darah sebagian digantikan oleh cairan tanpa faktor koagulasi yang memadai (“koagulopati dilusional”).

Efek pada kehilangan darah bekerja baik sebagai tindakan pencegahan maupun untuk perawatan segera setelah cedera.

Sama pentingnya terkait profil keamanan, PLP dihilangkan secara efisien oleh ginjal, membuktikan bahwa tubuh dapat mengeliminasi mereka dengan aman setelah cedera dan kehilangan darah selesai. Hal ini mungkin dibantu oleh bentuk fleksibel nanopartikel gel.

Potential for Artificial Platelets In Humans

Potensi Trombosit Buatan pada Manusia

ER & Trauma

IGD & Trauma

Koagulasi adalah mekanisme biologis yang sangat terkonservasi di seluruh mamalia, sehingga ada peluang sangat tinggi bahwa PLP yang kami bahas akan bekerja pada manusia juga.

Aplikasi utama yang jelas dari teknologi ini adalah dalam perawatan darurat, terutama di ambulans dan kotak medis responden pertama.

Cedera traumatis adalah penyebab utama kematian anak-anak dan orang dewasa di bawah 45 tahun. Dengan perkiraan 31.000 orang Amerika meninggal karena perdarahan yang dapat dicegah setiap tahun, ini adalah krisis kesehatan besar yang dapat sebagian besar diselesaikan oleh nanoteknologi. Terutama jika dikombinasikan dengan membuat paramedis secara sistematis membawa darah.

Sumber: Dallas News

Dangerous Activities & Military

Kegiatan Berbahaya & Militer

Dengan meningkatkan perawatan cedera, militer AS mengurangi tingkat kematian bagi pasukan yang bertugas di Afghanistan hampir 50% dari tahun 2005 hingga 2013.

Mereka melakukannya dengan bantuan tourniquet (yang membatasi perdarahan pada anggota tubuh) dan memberikan darah dalam perjalanan ke rumah sakit.

Cukup mudah untuk disimpan dan dibawa, trombosit buatan kemungkinan akan menjadi bagian dari sebagian besar medkit pangkalan militer segera setelah teknologi terbukti aman bagi manusia.

Ini akan menjadi aplikasi di mana PLP akan menjadi lebih penting daripada penggunaan sipil, karena cedera kemungkinan terjadi jauh dari rumah sakit, dan pasokan darah mungkin terbatas dalam kasus aksi tempur intens.

Hemophilia

Hemofilia

Tidak semua tipe hemofilia dapat diatasi dengan PLP, karena beberapa disebabkan oleh protein fibrin yang tidak tepat. Namun, penyakit ini, yang ditandai dengan koagulasi yang buruk, dapat menjadi jauh kurang berbahaya dalam beberapa kasus.

Mungkin juga masuk akal untuk menggunakan PLP secara preventif, selama penggunaan berulang & jangka panjang teknologi ini telah terbukti aman.

Blood & Platelet Companies

Perusahaan Darah & Trombosit

Karena trombosit buatan merupakan teknologi yang sangat baru, jelas belum ada perusahaan yang mengkomersialkannya. Namun, kita dapat berasumsi bahwa perusahaan yang sudah berada di bidang transfusi darah dan produksi trombosit akan memiliki jaringan distribusi dan keahlian untuk memimpin revolusi perawatan kesehatan ini.

1. CSL Limited (CSL.AX)

CSL adalah konglomerat yang menjual produk biotek seperti produk plasma, terapi gen, dan rekombinan.

Segmen plasma (yang berasal dari darah) adalah CSL Behring. Dengan lebih dari 340 pusat pengumpulan plasma di lebih dari 100 negara, perusahaan mengendalikan 1/3 pasar plasma. Segmen ini juga jauh menjadi kontributor pendapatan terbesar grup CSL.

Sumber: CSL

Perusahaan ini juga merupakan perusahaan farmasi/biotek dengan pipeline R&D yang luas. Fokus utamanya adalah vaksin, hematologi/darah, pernapasan, dan kardiovaskular. Grup ini juga baru-baru ini menambahkan nefrologi (ginjal) ke segmen terapeutiknya.

Sumber: CSL

Berkat kepemimpinannya dalam terapi darah dan pengumpulan plasma, CSL berada pada posisi yang baik untuk tetap menjadi pemimpin segmen dan menjadi salah satu yang pertama menyediakan trombosit buatan sebagai item tambahan dalam kotak peralatan perawatan kesehatan darurat.

2. Takeda

Takeda Jepang adalah perusahaan farmasi diversifikasi, dengan kehadiran di berbagai sektor, termasuk plasma.

Sumber: Takeda

Takeda memiliki 230 fasilitas untuk mengumpulkan plasma di AS dan Eropa, melalui layanan BioLife Plasma. Ini menempatkannya di antara 3 organisasi plasma terbesar di dunia, dengan 20 merek produk terkait sektor ini dan 80 tahun aktivitas.

Takeda juga sangat aktif dalam R&D, dengan 23 kandidat produk dalam fase 3 uji klinis, dengan 2 segmen terbesar adalah gastrointestinal & inflamasi, diikuti oleh terapi yang berasal dari plasma.

Sumber: Takeda

Seperti CSL, keahlian Takeda dalam plasma harus membantu mereka dalam membawa trombosit buatan ke pasar.

Ini juga merupakan perusahaan dengan strategi kemitraan yang luas dengan startup inovatif, termasuk dalam nanoteknologi, misalnya, nanomaterial BioSurfaces, nanopartikel Cour Pharmaceutical Development, atau Leon-nanodrugs MicroJet Reactor.

Jadi perusahaan dapat memanfaatkan keahlian tersebut dalam nano‑desain & fabrikasi untuk menciptakan versi PLP mereka sendiri, sekarang setelah bukti konsep ada.