Hämostatisches Hydrogel stoppt kardiale Blutungen

Ein biomimetisches, photoreaktives Hydrogel mit adhäsiven und hämostatischen Eigenschaften stoppt traumatische arterielle und kardiale Blutungen ohne Verwendung einer chirurgischen Naht. Dies stellt einen signifikanten Fortschritt bei traumatischem Wundverschluss dar.

Aerzte im OP

Hintergrund

Unkontrollierbare Blutungen bei Aortenruptur oder Penetration des Herzens stellen Kardiologen vor eine große Herausforderung. Der chirurgische Eingriff mit End-zu-End Naht bleibt meist die einzige Möglichkeit, ist jedoch in Notfallsituationen außerhalb chirurgischer Einrichtungen nicht durchführbar. Neuere Studien zeigen die Entwicklung von artifiziellen Polymeren als Matrix-Hydrogele zum Verschluss von Blutungen.

Hydrogele

Die Anforderungen an die Eigenschaften geeigneter Hydrogele zum Verschluss von arteriellen und kardialen Blutungen sind hoch. Sie müssen gleichzeitig stark adhäsiv für feuchtes Gewebe als auch für dynamische Oberflächen sein und dem kontinuierlichen Blutfluss standhalten. Eine Studie der Medizinischen Hochschule Zhejiang in China hat ein Hydrogel entwickelt, dass arterielle und kardiale Blutungen am Schweineherz stoppen kann.

Zielsetzung

Die Forscher entwickelten ein bio-adhäsives Hydrogel, dass durch UV-Strahlung innerhalb von Sekunden polymerisiert und an feuchtem Gewebe haftet. Die hämostatischen Eigenschaften und das therapeutische Potenzial wurden an arteriellen und kardialen Blutungen im Tiermodell untersucht [1].

Methodik

Nach Inzision der Leber bzw. Carotis und Arteria femoralis in Kaninchen und Schweinen bzw. Penetration des linken Herzventrikels in Schweinen wurden die Tiere entsprechend der Versuchsgruppen behandelt. Bei der experimentellen Gruppe wurde der Defekt sowie das umliegende Gewebe mit dem Hydrogel und anschließender UV-Bestrahlung zur Polymerisation behandelt. In der Kontrollgruppe wurde Fibrinkleber und SurgifloTM verwendet. Der Heilungsverlauf der Inzisionen und Penetration wurde über mehr als zwei Wochen beobachtet. Ein Tier wurde für postoperative Analysen verwendet.

Ergebnisse

Das Biomakromolekül-basierte Matrix-Hydrogel weist nach Polymerisation durch UV-Strahlung im in vitro-Modell einen Berstdruck von mehr als 290 mm Hg auf und liegt damit deutlich über den pathologischen systolischen Blutdruck von 60-160 mm Hg. Die Verwendung im Tiermodell konnte Inzisionen von 4-5 mm Länge bzw. 6 mm im Durchmesser große Penetrationen erfolgreich verschließen. Eine chirurgische End-zu-End-Naht war nicht erforderlich. Es kam zu keinem Blutverlust nach Applikation des Hydrogels.

Fazit

Die Studie zeigt erste vielversprechende Ergebnisse als Alternative zur chirurgischen Naht bei arteriellen und kardialen Blutungen. Die Sicherheit des Patienten steht jedoch an oberster Stelle. Bisher zeigt das biomimetische Hydrogel eine exzellente Bioverträglichkeit. Vor der Anwendung am Menschen müssen jedoch weitere Untersuchungen zur Toxizität erfolgen.

Autor: Dr. Anja von Au (Medizinjournalistin)

Stand: 27.05.2019

Quelle:
  1. Hong et al. (2019): A strongly adhesive hemostatic hydrogel for the repair of arterial and heart bleeds. Nature Communications, DOI: 10.1038/s41467-019-10004-7
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