Тромбоз появляется, когда тромбы разрушают нормальный поток крови в теле, которое может вызвать тяжелые проблемы со здоровьем, такие как легочная эмболия, сердечный приступ или удар. Текущее лечение часто полагается на использование разбавителей крови, таких как Гепарин, которые требуют, чтобы пациенты проверили свою кровь на регулярной основе, чтобы гарантировать надлежащие дозировки. Слишком большая доза может вызвать проблемы, такие как непосредственное кровоизлияние, в то время как дозы, которые являются слишком маленькими, могут не быть в состоянии предотвратить рецидив тромбоза.«Наша цель состояла в том, чтобы произвести участок, который может контролировать кровь пациента и выпустить дополнительные наркотики когда необходимый; эффективно, автономная система», говорит Чжэнь Гу, co-corresponding автор на бумаге, описывающей работу.
Гу – адъюнкт-профессор в совместной программе биоинженерии в государстве NC и UNC.«Два года назад я говорил с Чжэнь Гу о значительной клинической потребности в точной доставке разбавителей крови», говорит Катерина Галлиппи, co-corresponding автор и адъюнкт-профессор в совместной программе биоинженерии. «Мы, вместе с профессором Ён Чжу в отделе машиностроения в государстве NC, собрали исследовательскую группу и изобрели этот участок».Участок включает микроиглы, сделанные из полимера, который состоит из гиалуроновой кислоты (HA) и Гепарина препарата. Полимер был изменен, чтобы быть отзывчивым к тромбину, фермент, который начинает свертывание в крови.
Когда поднятые уровни ферментов тромбина в кровотоке входят в контакт с микроиглой, ферменты ломают определенные цепи аминокислоты, которые связывают Гепарин с ХА, выпуская Гепарин в кровоток.«Чем больше тромбина там находится в кровотоке, тем больше Гепарина необходимо, чтобы уменьшить свертывание», говорит Юци Чжан, аспирант в лаборатории Гу и автор co-лидерства статьи. «Таким образом, мы создали доступный участок в который чем больше тромбина, там находится в кровотоке, тем больше Гепарина выпущено».
«Мы далее увеличим объем погрузки препарата в участке. Количество Гепарина в участке может быть скроено к определенным потребностям пациента и заменяться ежедневно, или менее часто, по мере необходимости», говорит Цзичэн Юй, аспирант в лаборатории Гу и другой автор co-лидерства статьи. «Но количество Гепарина, выпускаемого в пациента в любой данный момент, будет определено уровнями тромбина в крови пациента».Исследовательская группа проверила ХА-ГЕПАРИН умный участок в модели мыши. В экспериментах предметы были введены с большими дозами тромбина, который приведет к фатальному свертыванию крови легких, если оставлено невылеченных.
В первом эксперименте мышей или оставили невылеченными, учитывая выстрел Гепарина, или дали ХА-ГЕПАРИН умный участок. Мыши были введены с тромбином 10 минут спустя. Спустя пятнадцать минут после инъекции тромбина, только мыши, которые не прошли лечения, умерли.
Во втором эксперименте тромбин был введен шесть часов после лечения. Спустя пятнадцать минут после инъекции тромбина, всех мышей с ХА-ГЕПАРИНОМ умный участок был прекрасен, но приблизительно 80 процентов мышей, которые получили выстрел Гепарина, умерли.
«Мы взволнованы возможностью использования автономного умного участка с обратной связью, чтобы помочь рассматривать условие, которое затрагивает тысячи людей каждый год, надо надеяться, также снижая затраты на лечение», говорит Гу. «Данная статья представляет хороший первый шаг, и мы теперь ищем финансирование, чтобы выполнить дополнительное преклиническое тестирование».