Rook inademen, longontsteking, en gevechtsgerelateerd trauma zijn slechts enkele oorzaken van acuut respiratoir distress syndroom - een aandoening waarbij de longen zich vullen met vocht, en is te vaak dodelijk.

Om deze ernstig zieke patiënten te helpen, artsen gebruiken extracorporele levensondersteuning - een cardiopulmonaal bypass-systeem dat het bloed kunstmatig opnieuw van zuurstof voorziet wanneer de longen te beschadigd zijn om normaal te ademen.

Deze technologie voor intensive care heeft vele levens gered, maar het moet worden verbeterd. Samen met traumazorgartsen, Chemici van de Colorado State University kunnen binnenkort een sleutelrol spelen bij het effectiever en minder invasief maken van de volgende generatie extracorporele levensondersteunende apparaten.

CSU Monfort-hoogleraar en universitair hoofddocent chemie Melissa Reynolds deelt in een subsidie ​​van $ 3,4 miljoen van het ministerie van Defensie voor het ontwikkelen van betere behandelingen voor acuut longletsel, met name in de context van militaire gevechten en medische noodgevallen. Ze werkt samen met Dr. Andriy Batchinsky, een traumachirurg die toezicht houdt op onderzoekslaboratoria van het US Army Institute of Surgical Research en de Geneva Foundation.

Het probleem dat Reynolds en haar team zullen aanpakken, betreft een gemeenschappelijk, levensbedreigende complicatie voor patiënten die life support ondergaan:de neiging van het lichaam om bloedstolsels te vormen rond de ingebrachte machines.

De standaardbehandeling voor het omkeren van het bloedstollingsprobleem is de toediening van systemische bloedverdunners zoals heparine, maar deze geneesmiddelen hebben ernstige bijwerkingen voor reeds extreem zieke patiënten. Vaak, het immuunsysteem valt de niet-klonterende cellen aan als niet-functionele cellen, leidend tot verdere infecties en complicaties.

Het doel van Reynolds voor dit project is om het team van Batchinsky te helpen bij het creëren van levensondersteunende systemen die de noodzaak om bloedverdunners toe te dienen elimineren.

Reynolds' lab maakt geavanceerde biocompatibele materialen voor klinische toepassingen, met als doel om minimaal invasieve, implanteerbare apparaten die het lichaam niet afwijst. Een toevallige ontmoeting met Batchinsky op een conferentie enkele jaren geleden leidde tot een samenwerking tussen twee wetenschappers die vanuit verschillende invalshoeken aan in wezen hetzelfde probleem - patiëntensterfte en intensive care-behandelingen - werkten.

"We zijn geïnteresseerd in de bloed- of weefselrespons in medische hulpmiddelen, " zei Reynolds, die tevens dienst doet als associate dean voor onderzoek aan de Hogeschool voor Natuurwetenschappen. "We zijn blij en erg enthousiast om met elke groep samen te werken die de uitdaging heeft om die interacties tussen bloed en apparaten te verminderen."

Voor het levensondersteunende project, Reynolds zal leiding geven aan de ontwikkeling van biologisch vriendelijke coatings die chemisch worden verwerkt in de polymeren waarvan de systeemcomponenten zijn gemaakt:de katheters, circuits en andere apparaten die in contact moeten komen met het bloed van een patiënt. De coatings zijn gemaakt van metaal-organische raamwerken, ontworpen om bloedstolling te weerstaan ​​door de natuurlijke functie van endotheelcellen te repliceren door de afgifte van stikstofmonoxide.

Het Reynolds-lab zal toezicht houden op deze belangrijke vooruitgang, die de bloedcompatibiliteitsproblemen die zo alomtegenwoordig zijn in extracorporale levensondersteunende systemen moeten oplossen en de noodzaak voor bloedverdunners moeten elimineren. Reynolds en haar studenten zullen werken aan de scheikunde en technische kant van de raamwerkadditieven, terwijl Batchinsky's team in-vivo-experimenten zal leiden om de nieuwe systemen te testen.

"Ik ben bijzonder enthousiast over deze samenwerking omdat Dr. Reynolds een hoognodige mogelijke oplossing biedt voor het probleem van trombogeniciteit van bloed-polymeer-interacties tijdens extracorporele levensondersteuning, "Zei Batchinsky. "Als leider van een vooraanstaand onderzoekslaboratorium en programma dat gelieerd is aan het Ministerie van Defensie, Ik ben gefocust op het oplossen van dit probleem met de hulp van Dr. Reynolds, en we zullen de nieuwe apparaten testen die zijn gecoat door onze partners in de staat Colorado, in een klinisch relevante setting."