Η υπερβολική αιμορραγία είναι η κύρια αιτία θανάτου από τραυματισμούς μάχης, καθιστώντας τον έλεγχο της ταχείας αιμορραγίας μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις στην ιατρική στο πεδίο της μάχης. Ερευνητές στο KAIST, μαζί με έναν ταγματάρχη του στρατού, έχουν αναπτύξει μια σκόνη ψεκασμού επόμενης γενιάς που μπορεί να σταματήσει τη σοβαρή αιμορραγία σε περίπου ένα δευτερόλεπτο. Η καινοτομία θα μπορούσε να βελτιώσει σημαντικά την επιβίωση των τραυματισμένων στρατιωτών, παρέχοντας παράλληλα ευρύτερες δυνατότητες για επείγουσα περίθαλψη πολιτών.
Η ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον καθηγητή Steve Park του Τμήματος Επιστήμης και Μηχανικής Υλικών του KIST και τον Καθηγητή Sangyoung Jon του Τμήματος Βιολογίας ανέπτυξε έναν αιμοστατικό παράγοντα τύπου σκόνης που μετατρέπεται γρήγορα σε ισχυρό φράγμα υδρογέλης όταν ψεκάζεται σε μια πληγή.
Καθώς ένας ταγματάρχης του Στρατού συμμετείχε άμεσα στο έργο, η τεχνολογία σχεδιάστηκε με γνώμονα τις πραγματικές συνθήκες πεδίου μάχης. Η σκόνη σκληραίνει σχεδόν αμέσως, είναι σταθερή κατά την αποθήκευση και μπορεί να αναπτυχθεί γρήγορα ακόμη και σε απαιτητικά περιβάλλοντα όπως εμπόλεμες ζώνες και περιοχές καταστροφών.
Πούδρα σχεδιασμένη για βαθιά και πολύπλοκα τραύματα
Τα συμβατικά αιμοστατικά προϊόντα τύπου έμπλαστρου χρησιμοποιούνται ευρέως στην ιατρική, αλλά ο επίπεδος σχεδιασμός τους καθιστά δύσκολη την εφαρμογή τους σε βαθιά, ακανόνιστα ή πολύπλοκα τραύματα. Μπορούν επίσης να είναι ευαίσθητα στη θερμοκρασία και την υγρασία, δημιουργώντας προκλήσεις για αποθήκευση και χρήση στο χωράφι.
Για να ξεπεράσουν αυτούς τους περιορισμούς, οι ερευνητές έχουν αναπτύξει μια σκόνη που μπορεί να προσαρμοστεί σε πληγές διαφορετικών σχημάτων και μεγεθών. Ένα μόνο προϊόν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε βαθιές, μεγάλες και ανώμαλες πληγές, καθιστώντας το πιο ευέλικτο από τις παραδοσιακές επιλογές.
Οι περισσότερες υπάρχουσες αιμοστατικές σκόνες δρουν κυρίως απορροφώντας αίμα και σχηματίζοντας ένα φυσικό φράγμα. Αντίθετα, η ομάδα KAIST σχεδίασε το υλικό της για να εκμεταλλευτεί τις φυσικές ιοντικές αντιδράσεις που συμβαίνουν στο αίμα.
Πώς λειτουργεί η σκόνη AGCL
Το νέο συστατικό που ονομάζεται «AGCL Powder» συνδυάζει φυσικά προερχόμενα, βιοσυμβατά συστατικά. Αυτά περιλαμβάνουν το αλγινικό και το κόμμι gellan (που αντιδρούν με το ασβέστιο για εξαιρετικά γρήγορη ζελατινοποίηση και φυσική σφράγιση) μαζί με χιτοζάνη (η οποία συνδέεται με συστατικά του αίματος για να ενισχύσει τη χημική και βιολογική αιμόσταση).
Όταν η σκόνη έρχεται σε επαφή με το αίμα, αντιδρά με κατιόντα όπως το ασβέστιο και μετατρέπεται σε γέλη σε περίπου ένα δευτερόλεπτο, κλείνοντας γρήγορα την πληγή.
Η τρισδιάστατη εσωτερική του δομή επιτρέπει επίσης στη σκόνη να απορροφά περισσότερο από επτά φορές το βάρος της στο αίμα (725%). Επιτρέπει επίσης το γρήγορο μπλοκάρισμα της ροής του αίματος κατά τη διάρκεια έντονης αιμορραγίας υψηλής πίεσης. Σύμφωνα με τους ερευνητές, το υλικό ξεπέρασε τους εμπορικά διαθέσιμους αιμοστατικούς παράγοντες, επιτυγχάνοντας συγκολλητική δύναμη μεγαλύτερη από «40 kPa», η οποία είναι αρκετά ισχυρή για να αντέχει τη σταθερή πίεση των χεριών.
Ισχυρή ασφάλεια και αποτελέσματα επούλωσης
Η σκόνη AGCL παρασκευάζεται εξ ολοκλήρου από φυσικά συστατικά. Εργαστηριακές εξετάσεις έχουν δείξει ποσοστό αιμόλυσης κάτω από 3%, βιωσιμότητα κυττάρων πάνω από 99% και αντιβακτηριδιακή δράση 99,9%, καθιστώντας το ασφαλές όταν εκτίθεται στο αίμα.
Μελέτες σε ζώα έχουν επίσης δείξει ταχύτερη επούλωση πληγών με βελτιωμένη αναγέννηση των αιμοφόρων αγγείων και του κολλαγόνου.
Σε μια δοκιμή χειρουργικής ηπατικής βλάβης, η σκόνη μείωσε τόσο την αιμορραγία όσο και τον χρόνο που απαιτείται για να σταματήσει η αιμορραγία σε σύγκριση με τα εμπορικά αιμοστατικά προϊόντα. Η ηπατική λειτουργία επέστρεψε στο φυσιολογικό μέσα σε δύο εβδομάδες μετά την επέμβαση και οι ερευνητές δεν βρήκαν στοιχεία συστηματικής τοξικότητας.
Ένα άλλο σημαντικό πλεονέκτημα είναι η ανθεκτικότητα. Η σκόνη διατηρεί την αποτελεσματικότητά της για δύο χρόνια σε συνθήκες θερμοκρασίας δωματίου και υψηλής υγρασίας, επιτρέποντάς της να είναι έτοιμη για άμεση χρήση σε σκληρά στρατιωτικά ή καταστροφικά περιβάλλοντα.
Πιθανό εκτός πεδίου μάχης
Αν και η τεχνολογία αναπτύχθηκε αρχικά για την εθνική άμυνα, οι ερευνητές πιστεύουν ότι θα μπορούσε να έχει ευρύτερες εφαρμογές στην επείγουσα ιατρική. Οι πιθανές χρήσεις περιλαμβάνουν την αντιμετώπιση καταστροφών, την υγειονομική περίθαλψη στις αναπτυσσόμενες χώρες και τη θεραπεία σε ιατρικά υπανάπτυκτες περιοχές.
Το έργο θεωρείται αντιπροσωπευτικό spin-off περίπτωση όπου η αμυντική έρευνα έχει προσαρμοστεί για μη στρατιωτική χρήση. Εκτός από την επείγουσα θεραπεία στο πεδίο της μάχης, η τεχνολογία θα μπορούσε επίσης να είναι χρήσιμη για τον έλεγχο της αιμορραγίας κατά τη διάρκεια εσωτερικής χειρουργικής επέμβασης. (Μια παρεπόμενη περίπτωση αναφέρεται στην επέκταση ή μεταφορά της εθνικής αμυντικής επιστήμης και τεχνολογίας για χρήση στον ιδιωτικό τομέα. Παραδείγματα περιλαμβάνουν υπολογιστές, GPS, φούρνους μικροκυμάτων κ.λπ.)
Η έρευνα έχει αναγνωριστεί τόσο για την επιστημονική της καινοτομία όσο και για την αμυντική της αξία, κερδίζοντας το 2025 KAIST Q-Day President’s Award καθώς και το Βραβείο του Υπουργού Εθνικής Άμυνας στο 2024 KAIST-KNDU National Defense Academic Conference.
Ph.D. Ο υποψήφιος Kyusun Park (Ταγματάρχης του Στρατού), που συμμετείχε στην έρευνα, είπε, «Ο πυρήνας του σύγχρονου πολέμου είναι η ελαχιστοποίηση της απώλειας ανθρώπινων ζωών» και πρόσθεσε, «Ξεκίνησα την έρευνα με στόχο να σώσω έναν ακόμη στρατιώτη». Και συνέχισε, «Ελπίζω ότι αυτή η τεχνολογία θα χρησιμοποιηθεί ως σωτήρια τεχνολογία στην εθνική άμυνα και στον ιδιωτικό ιατρικό τομέα».
Επικεφαλής της έρευνας ήταν ο φοιτητής διδάκτορας KIST, Kyusun Park και ο υποψήφιος διδάκτορας Yeongju Son, υπό την καθοδήγηση του καθηγητή Steve Park και του καθηγητή Sangyoung Joon. Δημοσιεύτηκε διαδικτυακά στις 28 Οκτωβρίου 2025 στο International Journal Προηγμένα λειτουργικά υλικά (IF 19.0), που ειδικεύεται στη χημεία και τη μηχανική υλικών.
Η μελέτη υποστηρίχθηκε από το Εθνικό Ίδρυμα Ερευνών της Κορέας (NRF).
