Sintetikong Biomaterial Maaaring Maging Mahalaga sa mga Pang-emergency na Sitwasyon ng Trauma

“Pagaling” Pagdurugo gamit ang Artipisyal na Platelet

Maraming kamatayan mula sa mga pinsala at aksidente ay nauugnay sa pagkawala ng dugo. Bagaman hindi kasing-usapan ng kanser, cardiovascular, o mga genetic na sakit, ito ay isang bahagi ng medisina na maaaring lubos na makinabang mula sa mas advanced na teknolohiya upang iligtas ang buhay.

Sa kasalukuyang paggamot sa ER, madalas na kinakailangan ang transfusyon ng mga platelet, ang mga selula na responsable sa pamumuo, upang pamahalaan ang pagdurugo.

Ang paraan ng pagtatrabaho ng mga platelet ay sa pamamagitan ng pagtugon sa signal na ipinadala ng katawan sa pinsala, na nagiging dahilan upang maglakbay ang mga platelet patungo sa lugar ng pinsala. Kapag dumating, magsasama-sama ang mga platelet upang bumuo ng isang clot na tumutulong huminto sa pagdurugo.

Pinagmulan: Byjus

Ang clot mismo ay nabubuo mula sa pagdikit-dikit ng mga platelet at fibrin, isang fibrous na protina na naroroon sa daloy ng dugo. Ang buong proseso ay pinamamahalaan din ng hindi bababa sa 13 iba’t ibang coagulation factor.

Pinagmulan: Platelets.

Gayunpaman, ang problema ay mahirap i-imbak ang mga transfusion ng platelet, na nagpapababa ng gamit nito sa pre-hospital na setting. Kabilang sa mga isyu ang limitadong availability ng donor, mahirap na portability at imbakan, mataas na panganib ng bacterial contamination, at napakaikling shelf life (~5-7 araw).

Ang mga platelet ay nananatiling “huling hangganan” ng transfusion ng sangkap ng dugo sa pre-hospital na setting, at ang mga datos na sumusuporta sa pinabuting kinalabasan sa maagang transfusion ng platelet sa malawak na pagdurugo ay matibay na sumusuporta sa rasyonal na ilipat ang transfusion ng platelet pasulong kasama ng PRBCs at plasma.

Bioinspired na Artipisyal na Platelet: Nakaraan, Kasalukuyan at Hinaharap.

Ang pagdurugo mula sa traumatic na pinsala ay hindi kailanman titigil na maging mapanganib, kahit anong mga pag-unlad ang gawin natin sa genetics, cell biology, o artipisyal na organ. Dahil ang pagdurugo ay pangunahing sanhi ng kamatayan bago makarating sa ospital, kinakailangan ng ibang solusyon bukod sa transfusion ng platelet.

Bagaman maraming pagsisikap ang inilaan sa pagpapabuti ng imbakan at gamit ng natural na platelet, ang artipisyal na platelet ay isa pang alternatibo.

Sa pamamagitan ng pag-unlad sa nanotechnology, maaaring maging realidad ang konseptong ito nang mas maaga kaysa inaasahan, salamat sa mga mananaliksik mula sa North Carolina State University, University of Virginia, Duke University, at Chapman University, at ang kanilang mga resulta na inilathala sa pamagat na “Ultrasoft platelet-like particles stop bleeding in rodent and porcine models of trauma”.

Artipisyal na platelet

Maraming pagsisikap ang ginawa noon upang bumuo ng mga artipisyal na sistema ng platelet.

Ang paggamit ng natural na platelet kasama ang mga artipisyal na sistema ay napatunayang nalulutas ang karamihan sa mga problema na kaugnay ng natural na platelet. Mas promising ang paggamit ng mga artipisyal na nanoparticle na nakakabit sa mga protina o fragment ng mga protina.

Ito ang ginawa ng mga mananaliksik na nabanggit sa itaas, lumikha ng synthetic na platelet-like particles (PLPs). Dinisenyo ito gamit ang ultrasoft at lubhang nababagong nanogels na ikinabit sa mga fibrin-specific antibody fragments.

Ang fibrin-binding ligand ay dinisenyo upang targetin ang mga sugat at mapahusay ang pagbuo ng blood clot.

Ang flexible na mga nanogel particle ay nagawang baguhin ang hugis sa katulad na paraan ng tunay na platelet. Pinabuti nito ang katatagan ng clot at nag-ambag sa paggaling.

Mahusay na Resulta, Magandang Kaligtasan

Sa in vitro, ang PLP ay selektibong nagbubuklod sa fibrin at pinabuti ang pagbuo ng clot.

Sa mga animal model (rodents at baboy), ang mga PLP ay nagbawas ng pagdurugo nang walang off-target na pagbuo ng clot, isang napakahalagang punto, dahil ang hindi gustong blood clot ay maaaring kasing delikado ng pagdurugo. Maaari pa itong magdulot ng stroke o atake sa puso.

Ang pagdurugo ay malakas na nabawasan, kahit na ang dugo ay bahagyang pinalitan ng mga likido na walang sapat na coagulation factor (“dilutional coagulopathy”).

Ang epekto sa pagdurugo ay gumana kapwa bilang preventive measure at para sa agarang paggamot pagkatapos ng pinsala.

Pantay na mahalaga pagdating sa safety profile, ang mga PLP ay epektibong inaalis ng mga bato, na nagpapatunay na kayang alisin ng katawan ang mga ito nang ligtas kapag natapos na ang pinsala at pagdurugo. Maaaring ito ay natulungan ng flexible na hugis ng mga nanoparticle ng gel.

Potensyal ng Artipisyal na Platelet sa Tao

ER at Trauma

Ang coagulation ay isang biological na mekanismo na lubos na konserbado sa lahat ng mammals, kaya napakataas ng posibilidad na ang mga PLP na tinalakay natin ay gagana rin sa tao.

Ang halatang pangunahing aplikasyon ng teknolohiyang ito ay sa emergency na paggamot, lalo na sa mga ambulansya at medical kit ng mga first responder.

Ang traumatic na pinsala ay ang pangunahing sanhi ng kamatayan ng mga bata at matatanda na wala pang 45 taong gulang. Sa tinatayang 31,000 Amerikano na namamatay bawat taon dahil sa mapipigilang pagdurugo, ito ay isang napakalaking krisis sa kalusugan na maaaring solusyunan ng nanotechnology. Lalo na kung pagsasamahin ito sa sistematikong pagdadala ng dugo ng mga paramedik.

Pinagmulan: Dallas News

Mapanganib na Aktibidad at Militar

Sa pamamagitan ng pagpapabuti ng paggamot sa pinsala, nabawasan ng militar ng US ang mortality rate ng mga tropa na naglilingkod sa Afghanistan ng halos 50% mula 2005 hanggang 2013.

Ginawa nila ito sa tulong ng tourniquet (na naglilimita ng pagdurugo sa mga paa) at pagbibigay ng dugo habang papunta sa ospital.

Dali itong i-imbak at dalhin, kaya malamang na ang mga artipisyal na platelet ay magiging bahagi ng karamihan sa medkit ng base militar sa sandaling mapatunayan na ligtas ang teknolohiya para sa tao.

Ito ay magiging aplikasyon kung saan ang PLP ay magiging mas mahalaga kaysa sa paggamit ng sibilyan, dahil ang mga pinsala ay malamang mangyari malayo sa ospital, at maaaring limitado ang suplay ng dugo sa kaso ng matinding labanan.

Hemophilia

Hindi lahat ng uri ng hemophilia ay maaaring lutasin gamit ang PLP, dahil ang ilan ay dulot ng maling fibrin proteins. Gayunpaman, ang sakit na ito, na kinikilala sa mahina na pamumuo, ay maaaring gawing mas hindi mapanganib sa ilang kaso.

Maaaring maging makatuwiran din ang paggamit ng PLP nang preventive, basta’t napatunayan na ligtas ang paulit-ulit at pangmatagalang paggamit ng teknolohiyang ito.

Mga Kumpanya ng Dugo at Platelet

Dahil ang mga artipisyal na platelet ay napakabagong teknolohiya, malinaw na wala pang kumpanya na nagkokomersyalisa nito. Gayunpaman, maaari nating ipalagay na ang mga kumpanyang nasa larangan ng transfusion ng dugo at produksyon ng platelet ay may network ng distribusyon at kadalubhasaan upang pangunahan ang rebolusyong pangkalusugan na ito.

1. CSL Limited (CSL.AX)

Ang CSL ay isang konglomerado na nagbebenta ng mga biotech na produkto tulad ng plasma products, gene therapies, at recombinants.

Ang plasma (na nagmula sa dugo) segment ay CSL Behring. Sa 340+ plasma collection centers sa 100+ bansa, kontrolado ng kumpanya ang 1/3 ng plasma market. Ang segment na ito rin ang pinakamalaking nagdadala ng kita sa grupong CSL.

Pinagmulan: CSL

Ang kumpanya ay isa ring pharmaceutical/biotech company na may malawak na R&D pipeline. Kadalasan itong nakatuon sa mga bakuna, hematology/dugo, respiratory, at cardiovascular. Kamakailan din nitong idinagdag ang nephrology (bato) sa mga therapeutic segment nito.

Pinagmulan: CSL

Salamat sa pamumuno nito sa mga therapy ng dugo at koleksyon ng plasma, ang CSL ay nasa magandang posisyon upang manatiling lider ng segment at maging isa sa mga unang magbibigay ng artipisyal na platelet bilang karagdagang item sa emergency healthcare toolkit.

2. Takeda

Ang Japanese na Takeda ay isang diversified pharmaceutical company, na may presensya sa maraming sektor, kabilang ang plasma.

Pinagmulan: Takeda

Mayroon ang Takeda ng 230 pasilidad para kolektahin ang plasma sa US at Europe, sa pamamagitan ng BioLife Plasma services. It places it among the top 3 largest plasma organizations in the world, with 20 brands of products related to this sector at 80 taon ng aktibidad.

Ang Takeda ay napaka-aktibo rin sa R&D, na may 23 product candidates sa phase 3 ng clinical trials, kung saan ang 2 pinakamalaking segment ay gastrointestinal & inflammation, kasunod ang plasma-derived therapies.

Pinagmulan: Takeda

Tulad ng CSL, ang kadalubhasaan ng Takeda sa plasma ay dapat makatulong nito sa pagdadala ng artipisyal na platelet sa merkado.

Ito rin ay isang kumpanya na may malawak na estratehiya ng pakikipagsosyo sa mga innovative startup, kabilang ang nanotechnology, halimbawa, nanomaterial ng BioSurfaces, nanoparticles ng Cour Pharmaceutical Development, o Leon-nanodrugs MicroJet Reactor.

Kaya maaari nitong gamitin ang ganitong kadalubhasaan sa nano-design at fabrication upang lumikha ng sarili nitong bersyon ng PLP, ngayon na umiiral na ang proof-of-concept.