Исследователи нашли новый способ обнаружения сгустков крови
Ученые из Отдела биомедицинской инженерии в университете Техаса разработали новый способ обнаружения сгустков крови. Устранение данной проблемы особенно важно для педиатрических пациентов, а также тех, кто находится в реанимации.
Кровеносные сосуды - это не прямые цилиндры, отмечают исследователи. Они представляют собой сложную систему из изгибов и спиралей. Когда кровь достигает этих кривых, меняется механика жидкости за счет взаимодействия со стенкой сосуда. У здорового человека эти изменения находятся в гармонии с извилистым микроокружением, а у больного могут привести к активации белков и клеток, которые провоцируют образование тромбов.
Доктор Абхишек Джайн, глава исследовательской команды, рассказал, что большая проблема заключается в том, что медицинские устройства, используемые для обнаружения изгибающихся кровеносных сосудов, которые являются физическими регуляторами свертывания крови, не дают высокопрогнозируемых результатов и часто приводят к ложным позитивам или ложным негативам.
Учитывая это, исследователи во главе с доцентом Джайном разработали микродевайс, который имитирует извилистые кровеносные сосуды и создает больное микроокружение, где кровь может быстро свертываться при циркуляции. Исследования показали, что этот биомиметический девайс может использоваться для разработки и мониторинга лекарств для пациентов, которые страдают от нарушений свертывания. Разработка взаимодействует с несколькими приложениями, что позволяет использовать ее в режиме реального времени в реанимационных отделениях и военных травматологических госпиталях и контролировать протромботические или антитромботические методы лечения.
После разработки устройства последовали пилотные испытания в Техасской детской больнице и медицинском колледже Baylor с педиатрическими пациентами в критическом состоянии, у которых имелись проблемы с работой сердца и легких. Эти пациенты нуждались в аппарате экстракорпоральной мембранной оксигенации (ЭКМО), обеспечивающей сердечную и дыхательную поддержку в обмене кислородом и углекислым газом.
Такие больных чаще других сталкивались с проблемой свертывания крови, поэтому им назначают антикоагулянты. Однако известно также, что аппараты ЭКМО "съедают" свертывающиеся белки и тромбоциты, что подвергает антикоагулированных пациентов риску кровотечения в будущем. Современные тесты на свертываемость крови являются дорогостоящими, трудоемкими, могут быть ненадежными и требуют квалифицированного специалиста. Система команды Джайн не требует дорогих химикатов, быстра (результат спустя 10-15 минут), легка в использовании. Допустимая погрешность практически равна нулю.
Во время тестирования системы с реальными пациентами Джайну и его команде удалось доказать эффективность разработки в обнаружении кровотечения у антикоагулированных больных с низким количеством тромбоцитов, для лечения которых в дальнейшем врачам представлялась возможность принимать более обоснованные клинические решения благодаря новинке.
Исследователи планируют продолжить клинические тесты, чтобы сравнить их подход к стандартным методам и, вероятно, продемонстрировать ключевые преимущества производительности. Исследование опубликовано в журнале Nature's Scientific Reports.
Кровеносные сосуды - это не прямые цилиндры, отмечают исследователи. Они представляют собой сложную систему из изгибов и спиралей. Когда кровь достигает этих кривых, меняется механика жидкости за счет взаимодействия со стенкой сосуда. У здорового человека эти изменения находятся в гармонии с извилистым микроокружением, а у больного могут привести к активации белков и клеток, которые провоцируют образование тромбов.
Доктор Абхишек Джайн, глава исследовательской команды, рассказал, что большая проблема заключается в том, что медицинские устройства, используемые для обнаружения изгибающихся кровеносных сосудов, которые являются физическими регуляторами свертывания крови, не дают высокопрогнозируемых результатов и часто приводят к ложным позитивам или ложным негативам.
Учитывая это, исследователи во главе с доцентом Джайном разработали микродевайс, который имитирует извилистые кровеносные сосуды и создает больное микроокружение, где кровь может быстро свертываться при циркуляции. Исследования показали, что этот биомиметический девайс может использоваться для разработки и мониторинга лекарств для пациентов, которые страдают от нарушений свертывания. Разработка взаимодействует с несколькими приложениями, что позволяет использовать ее в режиме реального времени в реанимационных отделениях и военных травматологических госпиталях и контролировать протромботические или антитромботические методы лечения.
После разработки устройства последовали пилотные испытания в Техасской детской больнице и медицинском колледже Baylor с педиатрическими пациентами в критическом состоянии, у которых имелись проблемы с работой сердца и легких. Эти пациенты нуждались в аппарате экстракорпоральной мембранной оксигенации (ЭКМО), обеспечивающей сердечную и дыхательную поддержку в обмене кислородом и углекислым газом.
Такие больных чаще других сталкивались с проблемой свертывания крови, поэтому им назначают антикоагулянты. Однако известно также, что аппараты ЭКМО "съедают" свертывающиеся белки и тромбоциты, что подвергает антикоагулированных пациентов риску кровотечения в будущем. Современные тесты на свертываемость крови являются дорогостоящими, трудоемкими, могут быть ненадежными и требуют квалифицированного специалиста. Система команды Джайн не требует дорогих химикатов, быстра (результат спустя 10-15 минут), легка в использовании. Допустимая погрешность практически равна нулю.
Во время тестирования системы с реальными пациентами Джайну и его команде удалось доказать эффективность разработки в обнаружении кровотечения у антикоагулированных больных с низким количеством тромбоцитов, для лечения которых в дальнейшем врачам представлялась возможность принимать более обоснованные клинические решения благодаря новинке.
Исследователи планируют продолжить клинические тесты, чтобы сравнить их подход к стандартным методам и, вероятно, продемонстрировать ключевые преимущества производительности. Исследование опубликовано в журнале Nature's Scientific Reports.
