Quando una persona perde molto sangue, il problema non è soltanto curare la ferita.
È guadagnare tempo.
Nelle grandi emorragie traumatiche ogni minuto può diventare decisivo, soprattutto quando il paziente si trova lontano da una sala operatoria: sul campo di battaglia, dopo un incidente, durante una catastrofe.
E se bastasse versare una polvere sulla ferita perché fosse il sangue stesso a trasformarla quasi istantaneamente in una barriera?
È quello che hanno cercato di ottenere i ricercatori del KAIST, il Korea Advanced Institute of Science and Technology, coordinati dai professori Steve Park e Sangyong Jon.
Hanno sviluppato AGCL, una polvere emostatica capace di reagire con gli ioni presenti nel sangue e trasformarsi in circa un secondo in un idrogel che sigilla la ferita. Il lavoro è stato pubblicato su Advanced Functional Materials.
Ma la velocità è soltanto una parte della storia.
Perché quella polvere non si limita a coprire la ferita.
Utilizza il sangue stesso per costruire la barriera che deve fermarlo.
IL SANGUE TRASFORMA LA POLVERE IN UNA BARRIERA
Il meccanismo è sorprendentemente elegante.
AGCL combina materiali di origine naturale, tra cui alginato, gellan gum e chitosano. Quando la polvere entra in contatto con il sangue, gli ioni — in particolare il calcio — innescano una rapidissima gelificazione dell’alginato e della gellan gum.
In circa un secondo, ciò che era polvere diventa una barriera di idrogel aderente alla ferita.
Nel frattempo entra in gioco anche il chitosano, che interagisce con i componenti del sangue e contribuisce al processo emostatico.
Il materiale possiede inoltre una struttura tridimensionale capace di assorbire una quantità di sangue pari a circa il 725% del proprio peso: più di sette volte tanto. E l’adesione supera i 40 kPa, caratteristica importante quando il sangue esercita pressione sulla barriera appena formata.
Attenzione, però, a una distinzione fondamentale.
Dire che il gel si forma in circa un secondo non significa che qualsiasi grande emorragia umana possa essere arrestata completamente in un secondo.
È la trasformazione della polvere in barriera a essere quasi istantanea. La capacità di controllare un’emorragia dipende invece dal tipo di lesione e deve ancora essere verificata clinicamente nell’uomo.
NON DEVE SOLTANTO FERMARE IL SANGUE
Perché un materiale venga applicato direttamente su una ferita aperta, però, essere rapido non basta.
Deve anche essere compatibile con sangue e tessuti.
Nei test condotti dai ricercatori AGCL ha mostrato un tasso di emolisi inferiore al 3%, una vitalità cellulare superiore al 99% e un’attività antibatterica indicata dal KAIST fino al 99,9%.
C’è poi un altro aspetto particolarmente interessante.
Il materiale non sembra limitarsi all’emostasi. Nei modelli animali i ricercatori hanno osservato anche effetti favorevoli sulla guarigione della ferita, con riepitelizzazione, formazione di nuovi vasi sanguigni e deposizione di collagene.
In modelli sperimentali di lesione epatica, inoltre, AGCL ha ridotto sia la perdita di sangue sia il tempo necessario all’emostasi rispetto al prodotto commerciale utilizzato come confronto; nelle valutazioni effettuate non sono emersi segnali anomali di tossicità sistemica.
Sono risultati promettenti.
Ma prima di parlare di un nuovo trattamento per i pazienti serviranno studi clinici sull’uomo.
DAL CAMPO DI BATTAGLIA ALL’AMBULANZA
L’idea nasce da un problema drammaticamente concreto: le emorragie sul campo di battaglia.
Al progetto ha partecipato anche un maggiore dell’esercito sudcoreano e il materiale è stato progettato pensando alle condizioni nelle quali un medico o un soccorritore potrebbe trovarsi a dover controllare rapidamente una ferita profonda, ampia o irregolare.
È proprio la forma in polvere a offrire un potenziale vantaggio.
Un cerotto o un patch hanno una geometria prestabilita. Una polvere può invece distribuirsi anche all’interno di ferite dalla forma complessa e trasformarsi in gel soltanto quando incontra il sangue.
E deve poter essere utilizzata dove un ospedale non c’è.
Secondo il KAIST, AGCL conserva le proprie prestazioni per due anni anche a temperatura ambiente e in condizioni di elevata umidità. Una caratteristica che potrebbe renderla interessante non soltanto per gli eserciti, ma anche per ambulanze, protezione civile, catastrofi naturali, aree remote e Paesi con infrastrutture sanitarie limitate.
E la prospettiva potrebbe arrivare fino alla sala operatoria, dove controllare rapidamente un sanguinamento su superfici irregolari o organi interni rappresenta un’esigenza quotidiana.
QUANTO MANCA PRIMA DI POTERLA USARE SULL’UOMO?
È la domanda inevitabile.
E per ora la risposta deve essere prudente.
Lo studio pubblicato su Advanced Functional Materials dimostra il funzionamento del materiale attraverso esperimenti di laboratorio e modelli animali. Non dimostra ancora sicurezza ed efficacia clinica nei pazienti.
È quindi prematuro affermare che AGCL “salverà moltissime vite”.
Potenzialmente potrebbe farlo, perché controllare più rapidamente un’emorragia significa intervenire su uno dei passaggi più critici della medicina d’urgenza. Ma tra un materiale sperimentale molto promettente e un dispositivo utilizzabile su larga scala ci sono sperimentazione clinica, valutazioni regolatorie e produzione industriale.
La scoperta, però, introduce un principio affascinante.
Non trasportare una barriera già costruita.
Trasportare una polvere e lasciare che sia il sangue a costruirla nel momento in cui serve.
CONCLUSIONE
AGCL era stata pensata innanzitutto per un soldato ferito lontano da un ospedale.
Ma proprio questa origine fa capire perché la tecnologia potrebbe avere un interesse molto più ampio.
Un incidente stradale, un terremoto, una ferita in una zona remota, un’emorragia durante un intervento chirurgico hanno qualcosa in comune: quando il sangue continua a uscire, il tempo diventa parte della terapia.
AGCL prova a guadagnarne trasformandosi da polvere a barriera in circa un secondo.
Non sappiamo ancora se nell’uomo manterrà le promesse osservate in laboratorio e negli animali.
Ma l’idea alla base è straordinariamente semplice:
spargere una polvere sulla ferita e lasciare che il sangue contribuisca a costruire il proprio “cerotto”.
FONTI SCIENTIFICHE
La fonte primaria è Son Y, Pak K, Lee T, et al., An Ionic Gelation Powder for Ultrafast Hemostasis and Accelerated Wound Healing, Advanced Functional Materials, DOI 10.1002/adfm.202523910.
Studio originale su Advanced Functional Materials
Fonte istituzionale: il dossier del KAIST.