Пенополиуретан, давно используемый в таких изделиях, как постельное белье, мебель и изоляция, чтобы сделать людей более комфортными, когда-нибудь также может спасти жизни.
Восемь студентов, изучающих биомедицинскую инженерию Университета Джона Хопкинса, изобрели инструмент, который может остановить обильное кровотечение, введя пену раненым на поле боя.
В качестве классного проекта ученики решили заняться проблемой кровотечения, главной причины смерти военнослужащих на войне. Существующие устройства – жгуты и лечебные повязки – могут быть непригодными или неэффективными при ранах на шее или там, где конечности встречаются с туловищем.
"Проблема в том, что повреждения от пуль и костных фрагментов глубоко внутри соединительной раны не всегда видны снаружи тела, и обычный агент свертывания крови может не достичь источника кровотечения," сказал Сидни Руни, руководитель студенческой группы и недавний выпускник Хопкинса.
По словам Руни, пена может остановить кровотечение на достаточно долгое время, чтобы доставить пациента к хирургу.
Этот метод далек от одобрения правительства для использования, но военные врачи и врачи-травматологи Хопкинса говорят, что идея многообещающая.
Инструмент размером с маркер для белой доски и содержит два жидких химиката, которые при смешивании вспениваются. В идеале, когда пена окунается в рану, она быстро затвердевает и останавливает кровотечение.
Он разработан, чтобы быть стабильным при температуре до 100 градусов, портативным и простым в использовании. Если бы у него не было этих качеств, "наша целевая аудитория не будет использовать это," – сказал Руни, 21-летний мужчина, который только что поступил в медицинскую школу в Медицинской школе Вандербильта в Нэшвилле, штат Теннесси.
В течение последних полутора лет студенты экспериментировали с гелем, имитирующим человеческую ткань, и стержнями, заполненными водой, чтобы заменить кровеносные сосуды. Они повредили стержни и ввели пену, чтобы остановить потерю жидкости. Он затвердел и оказал давление на стенки полости, как и планировалось.
Доктор. Вальтер Франц, полковник армейского резерва, руководивший "передовые хирургические бригады" в Ираке и Афганистане, заявили, что медицинские работники разработали лучшие методы для спасения жизней на поле боя с течением времени.
Как правило, на поле боя медик оказывает жизненно необходимую помощь, накладывая марлю и жгут на сильно кровоточащие раны. Затем врачи и медсестры передовой хирургической бригады залатывают раны, часто в палатке недалеко от зоны боевых действий, перед полномасштабным хирургическим вмешательством в травматологической больнице подальше.
По словам Франца, семейного врача клиники Мэйо в Миннесоте и бывшего командира 945-й передовой хирургической бригады армейского медицинского корпуса, срочно необходимы новые инструменты для медиков.
Мэйо старается донести передовой опыт боевых действий до передовых травматологических бригад в Соединенных Штатах. Франц сказал, что специалисты по оказанию неотложной медицинской помощи, работающие в машинах скорой помощи и вертолетах, обычно находятся ближе к травматологическим больницам, но также могут извлечь выгоду из такого инструмента.
"Есть кровотечение, которое мы не видим и не можем наложить на него жгут," он сказал. "Нам нужен продукт, который можно вытащить из сумки, который является автономным и простым. … Я бы сказал студентам Хопкинса: продолжайте работать над этим.’"
Тем не менее, у него и других врачей были вопросы по поводу пены. Насколько легко было бы нехирургу разместить пену в нужном месте, избегая органов и здоровых сосудов? Насколько легко врачам будет удалить пену во время операции? Может ли он выделять тепло или иметь химическую реакцию внутри тела? Раздражает ли это ткань тела? Может ли он быть токсичным, если оставить его слишком долго? Устойчив ли он на высоте 30 000 футов в вертолете, используемом для перевозки над горами в холодном воздухе??
Это могут быть большие препятствия, которые предстоит преодолеть, – сказал д-р. Джеффри А. Бейли, полковник ВВС и хирург-травматолог, который работает в системе здравоохранения в Сан-Антонио, штат Техас., в качестве директора совместной травматологической системы. Система дает рекомендации по использованию новых устройств.
Он сказал, что для пенного инструмента понадобится U.S. Одобрение Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов. Затем военным необходимо будет оценить его эффективность на поле боя, разработать руководящие принципы и обучение. Даже тогда чиновникам нужно будет постоянно оценивать его эффективность.
"Нам нужно сделать это в канаве или на Хамви. Это совсем другой мир на поле битвы," он сказал. "Но это дает некоторую надежду и реальный потенциал."
Поскольку многие студенты окончили школу Хопкинса или перешли в другие классы, дальнейшая разработка и тестирование устройства возлагается на врачей, которые спонсировали проект класса в All Children’s Hospital в Санкт-Петербурге. Петербург, Флорида., часть системы медицины Джона Хопкинса и учебный полигон для медиков из «зеленых беретов», «морских котиков», армейских рейнджеров и спецназа морской пехоты.
Это включает доктора. Пол Д. Дэниелсон, полковник армейского резерва и детский хирург-травматолог в клинике All Children’s. Дэниелсон также служил в передовой хирургической бригаде в Ираке и Афганистане.
Он сказал, что разочарован трудностью сдерживания кровотечения, от которого часто умирают раненые военнослужащие, прежде чем они обращаются за помощью. Попытки остановить кровотечение из стыковых ран с помощью баллончиков и бус не увенчались успехом. Один агент свертывания под названием Фактор VII дал смешанные долгосрочные результаты, и от него отказались.
Студенты провели несколько тестов с пеной, чтобы исключить проблемы, связанные с температурой, пользовательскими навыками и биосовместимостью. Теперь врачи стараются убедиться, что пены достаточно, чтобы забить рану и чтобы она затвердела в течение 10 секунд. Врачи пригласили инженера-химика для работы над формулой.
Как только баланс будет достигнут, по словам Дэниэлсона, врачи найдут производителя для изготовления пластикового устройства. В конце концов, чтобы гарантировать безопасность и эффективность, они начнут тестирование на живых тканях, животных, а затем на людях, возможно, в отделении неотложной помощи или в операционной.
Дэниелсон сказал, что, по его оценкам, потребуется около года, чтобы узнать, жизнеспособно ли устройство.
"Все эти проблемы – гораздо лучшие проблемы, чем то, как оповестить ближайших родственников, когда кто-то умирает," он сказал. "Мы не можем отправить хирурга на поле боя для лечения раненых. Нам нужно поддерживать их жизнь достаточно долго, чтобы добраться до нас."