Защитное прикрытие: в России создали заживляющий раны пистолет
Российские ученые разработали первый в нашей стране медицинский тканевый пистолет, предназначенный для обработки ран в полевых условиях. С его помощью можно быстро остановить кровотечение и обеззаразить зону поражения. Устройство автоматически смешивает лекарства и превращает их в аэрозоль, который, попадая на поврежденные участки кожи, формирует защитную пленку. Такая помощь, оказанная сразу после ранения, поможет минимизировать его последствия, отмечают специалисты. Изделие работает по принципу биологического клея, уже зарекомендовавшего себя в хирургии, подчеркнули разработчики. Сейчас устройство проходит испытания на животных и уже продемонстрировало быстрое заживление ожоговых ран.
Вооруженным взглядом
Центр биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС 5 апреля представил первый в России медицинский тканевый пистолет. По форме устройство похоже на оружие, но предназначено для быстрой обработки ран легкой и средней степени тяжести в полевых условиях. С его помощью можно остановить кровотечение, обеззаразить зону поражения и стимулировать регенеративный процесс. Пистолет формирует на поврежденной поверхности тонкую пленку, которая предотвращает попадание инфекции и создает благоприятные условия для заживления. На разработку уже получен патент.
— Мобильные госпитали, разворачиваемые в зоне ЧС или боевых действий, нуждаются в автономном ручном устройстве, которое в сложных условиях остановит кровотечение и ускорит процессы регенерации живой ткани. Существующие на данный момент устройства со схожим принципом работы — крупные и сложные для таких условий, — сказал директор НОЦ биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС, соавтор разработки Федор Сенатов.
В пистолете применяются решения, близкие к 3D-биопечати, с помощью которой ученые уже сегодня создают искусственные органы и другие элементы организма. Защитный слой формируется на ране за счет одновременной подачи нескольких видов веществ — обезболивающих, кровоостанавливающих, антибактериальных. По желанию медика в состав смеси можно добавить лекарственные средства — антибиотики или антисептики.
Впервые в конструкции подобных устройств применяется ультразвуковая мембрана с системой автоподачи заживляющего вещества. Это позволяет создавать сфокусированную струю аэрозоля, которая направляется на поврежденную область. При нажатии на курок система собирает все компоненты в области «выстрела». Так формируется однородный полимерный биоматериал. Его компоненты подаются из двух встроенных в устройство стандартных шприцов.
Перед началом работы в пистолет вводится специальный сшивающий материал, который также попадает в смесь. Он формирует из элементов нужную структуру. Главное преимущество разработки — точная дозировка медицинских препаратов, что совершенно необходимо для правильной обработки ранения.
— В отличие от существующих мировых аналогов разработанное устройство полностью автономно и питается от встроенных аккумуляторных батарей, которые можно заряжать через USB-порт. Перед работой два стандартных шприца объемом 20 мл заправляются биополимерами и медицинскими препаратами. Через специальный порт подсоединяется третий шприц и выполняется заправка устройства сшивающим агентом, далее заправляющий шприц отключается, — рассказал автор разработки, инженер НОЦ биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС Тимур Айдемир.
Специалисты МИСИС напечатали корпус и детали пистолета c помощью 3D-принтера. Себестоимость изготовленного образца составила 40 тыс. рублей. Однако после запуска в промышленное производство устройство будут изготавливать методом литья из пластика, поэтому оно будет стоить значительно дешевле. При необходимости, используя 3D-принтер, можно печатать детали пистолета прямо в зоне боевых действий.
В устройстве предусмотрено ручное электромеханическое управление подачей материалов, которое позволяет точно настраивать соотношение компонентов и изменять его в режиме реального времени. В системе применяются шприцы объемом до 22 мл. Это в два раза больше, чем у мировых аналогов, поэтому использовать пистолет без перезарядки можно намного дольше.
Ученые уже начали исследовать эффект, который оказывает их разработка на организм, в НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина. Эксперименты на мышах показали, что при использовании гидрогеля, который формирует пистолет, происходит более быстрое заживление ожоговых ран. Сейчас специалисты более подробно исследуют особенности тканей после заживления.
Склеить разбитое
Биополимерные препараты для «склеивания» тканей применяются в хирургических стационарах довольно широко, в частности в сердечно-сосудистой хирургии. Они очень хорошо себя зарекомендовали и иногда остаются единственной возможностью остановить фатальное кровотечение, например при травме левого желудочка сердца или при операциях на аорте, рассказал «Известиям» заведующий кардиохирургическим отделением Клинического центра Сеченовского университета Станислав Чернявский.
— К сожалению, представленные в клиниках препараты в основном зарубежные, а их стоимость постоянно растет, не говоря уже о невозможности их применения в военно-полевых условиях. Представленное устройство — это инновационное медицинское изделие, разработанное по принципу биологического клея, надежно зарекомендовавшего себя в хирургии, — сказал Станислав Чернявский.
Мобильность прибора позволит оказывать своевременную экстренную помощь уже при транспортировке пациента в госпиталь, что может значительно снизить осложнения, связанные с кровопотерей и раневой инфекцией, резюмировал эксперт.
Если проверка на животных покажет, что устройство безопасно, то можно начать испытание на людях. Однако для того, чтобы рана зажила, она должна пройти все стадии, подчеркнул заместитель директора Всероссийского центра медицины катастроф «Защита» Леонид Борисенко.
— Каждая стадия занимает свое время, особенно если рана имеет значительные повреждения или это гнойная или загрязненная рана. Сильно процесс заживления не ускоришь, хорошо еще, если не будет осложнений, — сказал Леонид Борисенко.
Еще один важный вопрос, какие именно белки будут использоваться для заживления, потому что чужеродный белок организм может отторгать, уточнил медик.
