Door een bestaande hydrogel te vullen met nanodeeltjes maakten Amerikaanse onderzoekers een stof die bloed sneller laat stollen en daarna de genezing bevordert. Dit is goed bruikbaar in het leger, waar nog veel soldaten omkomen door (inwendige) bloedingen die niet behandeld kunnen worden.

Read this article in English

‘De ideale injecteerbare pleister stolt meteen nadat hij is ingespoten in de omgeving van de wond. Vervolgens zet hij de natuurlijk cascade van bloedstollingsverschijnselen in gang’, zegt onderzoeksleider en universitair docent Akhilesh Gaharwar van de Texas A&M University in een persbericht. De 'injecteerbare pleister' zorgt voor een twee keer zo snelle bloedstolling, zo blijkt uit de eerste proeven.
 

Hydrogel met nanodeeltjes

De ‘injecteerbare pleister’ bestaat uit twee componenten: een hydrogel en nanodeeltjes. De hydrogel is gebaseerd op de stof kappa-carrageen, een verdikkingsmiddel gemaakt van zeewier. In de hydrogel zitten nanodeeltjes, die een paar verschillende functies hebben. Op de eerste plaats geven ze de gel extra stijfheid, waardoor hij, eenmaal in de wond, op zijn plek blijft zitten.

Ten tweede zorgen de nanodeeltjes ervoor dat de hydrogel shear-thinning wordt: onder een hoge schuifspanning gaat de viscositeit flink omlaag: de gel wordt dan dun vloeibaar. In een injectiespuit treden hoge schuifspanningen in de hydrogel op, waardoor het spul dus goed met een spuit te verwerken is.
 

De nanodeeltjes (rode schijfjes in de tekening) in de hydrogel verbeteren de hechting van eiwitten en daarmee de hechting van de bloedplaatjes op het oppervlak van de hydrogel. Bron: Lokhande et al., Acta Biomaterialia, 2018.


Ten slotte vormen de nanodeeltjes een basis waar bepaalde eiwitten zich graag aan hechten (zie illustratie hierboven). Die eiwitten trekken dan weer bloedplaatjes aan, die de natuurlijke bloedstolling in het lichaam verzorgen. Na injectie brengen de nanodeeltjes dus het natuurlijke stollingsproces van het lichaam in gereedheid. Dit principe was al eerder onderwerp van onderzoek (lees: ‘Nanodeeltjes stoppen interne bloeding’).

De onderzoekers zien nog een vierde functie voor de nanodeeltjes, die ze nog niet in de praktijk hebben gebracht: ‘Het lijkt ons heel interessant als onze injecteerbare pleister geleidelijk een geneesmiddel laat vrijkomen’, zegt promovendus Giriraj Lokhande van de Texas A&M University. ‘De nanodeeltjes hebben een negatieve oppervlaktelading, die heel geschikt is om voor dit doel moleculen van een bepaald geneesmiddel aan te hangen.’
 

Slagveld

Het materiaal is in de eerste plaats ontwikkeld voor in het leger. Op het slagveld zijn rondvliegende granaatscherven een gevaarlijke realiteit. Als die in het lichaam terechtkomen veroorzaken ze daar interne wonden. Als die ernstig zijn en niet direct behandeld worden – zoals dat gaat op een slagveld – kan de soldaat doodbloeden.

Voor oppervlakkige wonden zijn de laatste jaren verschillende materialen ontwikkeld en op de markt gekomen. Voor inwendige bloedingen was er nog weinig. De onderzoekers van de Texas A&M University verwachten dan ook veel belangstelling voor hun werk. Het idee is dat een soldaat over een paar jaar een injectiespuit meekrijgt met een snel stollende stof, zodat hij of zij zichzelf kan helpen bij een onverhoopte wond door rondvliegende granaatscherven. Er is nog wel meer onderzoek nodig in dieren en proefpersonen.

Openingsfoto Soldaten van het Amerikaanse leger dragen een 'gewonde' collega tijdens een oefening in 2016.