For kritisk syge patienter på livsstøtte, kemi kunne hjælpe dem med at overleve

Røgindånding, lungebetændelse, og kamprelaterede traumer er blot nogle få årsager til akut respiratorisk nødsyndrom-en tilstand, hvor lungerne fyldes med væske, og er for ofte dødelig.

For at hjælpe disse kritisk syge patienter, læger bruger ekstrakorporeal livsstøtte-et kardiopulmonal bypass-system, der kunstigt re-oxygenerer blod, når lungerne er for beskadigede til at trække vejret normalt.

Denne kritiske behandlingsteknologi har reddet mange liv, men det trænger til forbedring. Sammen med traume læger, Colorado State University-kemikere kan snart spille en nøglerolle i at gøre næste generations ekstrakorporale livsstøtteapparater mere effektive og mindre invasive.

CSU Monfort -professor og lektor i kemi Melissa Reynolds deler et tilskud på 3,4 millioner dollar fra forsvarsministeriet til udvikling af bedre behandlinger for akutte lungeskader, især i forbindelse med militære kampe og medicinske nødsituationer. Hun har samarbejdet med Dr. Andriy Batchinsky, en traumakirurg, der fører tilsyn med forskningslaboratorier ved U.S. Army Institute of Surgical Research og Geneva Foundation.

Det problem, Reynolds og hendes team vil løse, indebærer en fælles, livstruende komplikation for patienter på livsstøtte:kroppens tendens til at danne blodpropper omkring det indsatte maskineri.

Standarden for pleje til at vende blodproppeproblemet er administration af systemiske blodfortyndere, såsom heparin, men disse lægemidler har store bivirkninger for allerede ekstremt syge patienter. I mange tilfælde, immunsystemet angriber de ikke-koagulerende celler som ikke-funktionelle celler, fører til yderligere infektioner og komplikationer.

Reynolds 'mål med dette projekt er at hjælpe Batchinskys team med at skabe livsstøttende systemer, der slet ikke behøver at administrere blodfortyndere.

Reynolds 'laboratorium laver avancerede biokompatible materialer til kliniske anvendelser, med det mål at gøre minimalt invasiv, implanterbare enheder, som kroppen ikke afviser. Et tilfældigt møde med Batchinsky på en konference for flere år siden skabte et partnerskab mellem to forskere, der arbejdede med stort set det samme problem - patientdødelighed og kritiske behandlinger - fra forskellige vinkler.

"Vi er interesserede i blod- eller vævsrespons i medicinsk udstyr, "sagde Reynolds, der også fungerer som associeret dekan for forskning i College of Natural Sciences. "Vi er glade og meget begejstrede for at arbejde med enhver gruppe med en udfordring om at afbøde disse blod-enhed-interaktioner."

Til livsstøtteprojektet, Reynolds vil lede udviklingen af ​​biologisk venlige belægninger, der kemisk vil blive inkorporeret i de polymerer, som systemkomponenterne er lavet af - kateterne, kredsløb og andre enheder, der skal komme i kontakt med en patients blod. Belægningerne er lavet af metal-organiske rammer, designet til at modstå blodkoagulation ved at replikere endotelcellernes naturlige funktion gennem frigivelse af nitrogenoxid.

Reynolds lab vil overvåge dette vigtige fremskridt, som skulle løse de blodkompatibilitetsproblemer, der er så udbredt i ekstrakorporale livsstøttesystemer og eliminere behovet for blodfortyndere. Reynolds og hendes studerende vil arbejde på den kemiske og tekniske side af rammetilsætningsstofferne, mens Batchinskys team vil lede in-vivo eksperimenter for at teste de nye systemer.

"Jeg er særlig begejstret for dette samarbejde, fordi Dr. Reynolds bringer en tiltrængt potentiel løsning på problemet med trombogenicitet af blod-polymerinteraktioner under ekstrakorporeal livsstøtte, "Batchinsky sagde." Som leder af et førende Department of Defense-tilknyttet forskningslaboratorium og program, Jeg er fokuseret på at løse dette problem med Dr. Reynolds 'hjælp, og vi vil teste de nye enheder overtrukket af vores partnere i Colorado State, i klinisk relevante omgivelser. "