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Arrêter le saignement du champ de bataille
Les chercheurs de Aurora Flight Sciences ont développé une poche qui peut être placée à l'intérieur d'une grande plaie ouverte pour arrêter une hémorragie potentiellement mortelle en quelques minutes. La poche, appelée hémostatique gonflante, ressemble à un pouf et est constituée d'un filet de fibres polymères recouvert de tissu spandex. Le polymère absorbe le sang et, ce faisant, il se dilate, exerçant une pression suffisante sur les parois de la plaie pour endiguer le flux sanguin. Des tests préliminaires ont également montré que la poche favorise la coagulation : seule l'eau du sang est absorbée, d'où la concentration des facteurs naturels de coagulation qui existent dans le sang.
Une bouée de sauvetage : Les hémostatiques gonflés (ci-dessus) sont conçus pour absorber le sang et arrêter les saignements dans les plaies graves. Un polymère superabsorbant à l'intérieur de chaque poche absorbe le sang et se dilate, exerçant une pression sur les parois de la plaie et arrêtant le flux sanguin.
La poche serait très utile pour traiter les plaies dans les zones du corps où un garrot ne peut pas être appliqué et pour les plaies trop grandes et trop sévères pour les bandages hémostatiques. L'une des principales causes de décès des soldats en Irak et en Afghanistan est l'hémorragie, et il existe de nombreux cas sur le champ de bataille dans lesquels cet appareil s'avérerait salvateur, explique Javier de Luis, scientifique en chef chez Aurora et chercheur principal pour l'hémostat gonflé. De plus, il peut être porté pendant de longues périodes sans aucun effet secondaire et il peut être facilement retiré.
Les méthodes conventionnelles pour contrôler les saignements externes comprennent l'application d'une pression directe. Cela peut être fait par un médecin ou une autre personne en comprimant la plaie, en la remplissant de gazes hémostatiques ou en appliquant un garrot. Chacun présente un problème unique, et je ne suis pas sûr qu'aucun d'entre eux soit très efficace, dit Georges Velmahos , professeur de chirurgie à la Harvard Medical School et chef de la division de traumatologie, de chirurgie d'urgence et de soins intensifs chirurgicaux au Massachusetts General Hospital (MGH). Un garrot, par exemple, arrête la circulation sanguine en dessous du point sur lequel il est appliqué, ce qui laisse le reste de l'extrémité susceptible de devenir du muscle mort, explique Velmahos. Récemment, l'armée américaine a développé un garrot à ultrasons pour endiguer le flux sanguin à l'aide de faisceaux d'ultrasons focalisés. (Voir Un garrot à ultrasons pour arrêter le saignement sur le champ de bataille.) Mais cette méthode, ainsi que d'autres, a des effets secondaires thermiques qui endommagent les tissus environnants.
Il est également très difficile de comprimer les plaies profondes, surtout lorsque les balles volent, explique Velmahos. Nous avons besoin d'appareils intelligents et de matériaux intelligents qui peuvent arrêter les saignements sans couper la circulation et sans qu'un ambulancier paramédical ou un autre corps soit physiquement présent. Dans cette mesure, l'hémostatique gonflant est très utile.
La pochette mesure initialement environ trois pouces carrés et ne pèse que quelques onces, ce qui la rend facile à ranger dans une trousse de premiers soins, un sac à dos ou même la poche d'un soldat. Il est composé d'une poudre de polymère superabsorbant à base d'acide polyacrylique, un matériau standard connu pour gonfler considérablement lorsqu'il est exposé à l'eau, ce qui lui permet d'absorber les composants aqueux du sang et de se dilater. Cependant, lorsque la poche est utilisée dans une plaie, l'expansion des particules de polymère est facilement bloquée par les particules dans le sang, ce qui réduit considérablement l'efficacité du polymère dans le dispositif.
Pour lutter contre cela, les chercheurs d'Aurora ont mélangé le polymère avec une fibre de polypropylène. La fibre maintient les particules de polymère uniformément espacées afin qu'elles puissent absorber le sang rapidement tout en se dilatant uniformément. Le matériau extérieur est un tissu spandex micro-maillé qui s'étire pour s'adapter à l'expansion du gel. La poche, à son tour, exerce une pression sur les parois de la plaie et arrête le flux sanguin grâce à un effet mécanique de blocage des fluides.
L'appareil a une absorption totale d'environ 30 fois son poids initial en deux minutes, explique Liping Sun, scientifique senior chez Aurora. Selon la taille de la plaie, plusieurs poches peuvent être utilisées. Chacun peut gonfler jusqu'à la taille de quelques pamplemousses, explique de Luis. Mais idéalement, une poche ne se dilaterait pas complètement, juste assez pour arrêter le flux sanguin. La poche fonctionne également comme une couche : elle emprisonne le liquide afin que le sang ne puisse pas être expulsé. Les tests sur les porcs au MGH ont donné des résultats prometteurs : tous les sujets de test traités avec la poche ont survécu à leurs blessures, contre seulement 40 % pour les témoins, qui ont été testés avec un rouleau de gaze standard fourni par l'armée.
La poche hémostatique gonflée pourrait être un bon moyen d'arrêter le saignement pendant quelques heures, afin qu'un soldat ou un patient puisse être transporté vers un centre médical, selon Ali Khademhosseini , professeur adjoint à la division Harvard-MIT des sciences et technologies de la santé et lauréat du TR35 . Contrairement à des dispositifs similaires, il fonctionne pour minimiser la quantité de liquide qui sortirait de la plaie, explique Khademhosseini.
Deux autres types d'appareils déjà utilisés par l'armée américaine sont fabriqués par HemCon et Z-Medica . HemCon, basée à Portland, OR, fabrique des pansements à partir de chitosane, un polysaccharide naturel et biocompatible dérivé de carapaces de crevettes. Lorsqu'il est appliqué sur une plaie, le chitosane chargé positivement attire les cellules sanguines chargées négativement, ce qui scelle la plaie et permet au corps de former un caillot qui arrête l'hémorragie.
Z-Medica, basée à Wallingford, CT, fabrique un produit versable appelé QuickClot qui utilise des agents à base de zéolite pour absorber le sang et adhérer aux tissus au niveau et autour du site de la plaie.
Mais pour les blessures traumatiques, il faut avoir un système rapide qui peut empêcher les saignements dans les grandes plaies, explique Khademhosseini. Les bandages HemCon, par exemple, ne couvrent qu'une zone de quatre pouces sur quatre.
Le principal avantage de notre appareil est qu'il s'agit d'une application purement mécanique, nous n'avons donc aucune complication avec des réactions chimiques ou des réactions exothermiques, explique de Luis.
Des chercheurs du MIT, dirigés par Rutledge Ellis-Behnke, travaillent également sur une solution innovante : un liquide biodégradable capable d'arrêter rapidement les saignements. (Voir Nanosolution Halts Bleeding et TR10: Nanohealing.) Il pourrait également être utilisé pour favoriser la guérison, en particulier pour les plaies à l'intérieur du corps. Cependant, le liquide biodégradable est encore dans trois à cinq ans avant d'être approuvé pour une utilisation chez l'homme, et les chercheurs du MIT disent qu'il sera d'abord utilisé dans des interventions chirurgicales. Son impact sur les plaies étendues et dans d'autres domaines est inconnu.
Selon de Luis et Velmahos, l'hémostatique gonflé peut être développé pour moins de 10 $ par poche, et il pourrait être sur le champ de bataille d'ici un an. Ce genre de choses est très utile non seulement pour le champ de bataille, mais pour le traitement biomédical n'importe où, dit Khademhosseini. Ils utilisent des polymères standard bon marché et disponibles dans le commerce.