Inalazione di fumo, polmonite, e i traumi legati al combattimento sono solo alcune delle cause della sindrome da distress respiratorio acuto, una condizione in cui i polmoni si riempiono di liquido, ed è troppo spesso fatale.

Per aiutare questi pazienti critici, i medici usano il supporto vitale extracorporeo, un sistema di bypass cardiopolmonare che riossigena artificialmente il sangue quando i polmoni sono troppo danneggiati per respirare normalmente.

Questa tecnologia di terapia intensiva ha salvato molte vite, ma ha bisogno di miglioramenti. Insieme ai medici traumatologici, I chimici della Colorado State University potrebbero presto svolgere un ruolo chiave nel rendere i dispositivi di supporto vitale extracorporeo di prossima generazione più efficaci e meno invasivi.

La Professoressa CSU Monfort e Professore Associato di Chimica Melissa Reynolds sta condividendo una sovvenzione di 3,4 milioni di dollari dal Dipartimento della Difesa per lo sviluppo di trattamenti migliori per le lesioni polmonari acute, in particolare nel contesto dei combattimenti militari e delle emergenze mediche. Ha collaborato con il dottor Andriy Batchinsky, un chirurgo traumatologico che supervisiona i laboratori di ricerca presso l'Istituto di ricerca chirurgica dell'esercito degli Stati Uniti e la Fondazione di Ginevra.

Il problema che Reynolds e il suo team affronteranno riguarda un comune, complicazione potenzialmente letale per i pazienti in rianimazione:la tendenza del corpo a formare coaguli di sangue attorno al macchinario inserito.

Lo standard di cura per invertire il problema della coagulazione del sangue è la somministrazione di fluidificanti del sangue sistemici come eparina, ma questi medicinali hanno effetti collaterali importanti per i pazienti già estremamente malati. In molti casi, il sistema immunitario attacca le cellule non coagulanti come cellule non funzionali, portando a ulteriori infezioni e complicazioni.

L'obiettivo di Reynolds per questo progetto è aiutare il team di Batchinsky a creare sistemi di supporto vitale che eliminano del tutto la necessità di somministrare fluidificanti del sangue.

Il laboratorio di Reynolds produce materiali biocompatibili avanzati per applicazioni cliniche, con l'obiettivo di rendere minimamente invasivo, dispositivi impiantabili che il corpo non rifiuta. Un incontro casuale con Batchinsky a una conferenza diversi anni fa ha dato il via a una partnership tra due scienziati che lavorano essenzialmente sullo stesso problema - mortalità dei pazienti e trattamenti di terapia intensiva - da diverse angolazioni.

"Siamo interessati alla risposta del sangue o dei tessuti nei dispositivi medici, " ha detto Reynolds, che funge anche da decano associato per la ricerca presso il College of Natural Sciences. "Siamo felici e molto entusiasti di lavorare con qualsiasi gruppo con la sfida di mitigare quelle interazioni sangue-dispositivo".

Per il progetto di sostegno alla vita, Reynolds guiderà lo sviluppo di rivestimenti biologicamente compatibili che saranno incorporati chimicamente nei polimeri di cui sono fatti i componenti del sistema:i cateteri, circuiti e altri dispositivi che devono entrare in contatto con il sangue del paziente. I rivestimenti sono realizzati con strutture metallo-organiche, progettato per resistere alla coagulazione del sangue replicando la funzione naturale delle cellule endoteliali attraverso il rilascio di ossido nitrico.

Il laboratorio Reynolds supervisionerà questo importante progresso, che dovrebbe risolvere i problemi di compatibilità del sangue così pervasivi nei sistemi di supporto vitale extracorporeo ed eliminare la necessità di fluidificanti del sangue. Reynolds e i suoi studenti lavoreranno sul lato chimico e ingegneristico degli additivi quadro, mentre il team di Batchinsky condurrà esperimenti in vivo per testare i nuovi sistemi.

"Sono particolarmente entusiasta di questa collaborazione perché il Dr. Reynolds offre una soluzione potenziale tanto necessaria per il problema della trombogenicità delle interazioni sangue-polimero durante il supporto vitale extracorporeo, "Ha detto Batchinsky. "Come leader di un importante laboratorio e programma di ricerca affiliato al Dipartimento della Difesa, Sono concentrato sulla risoluzione di questo problema con l'aiuto del Dr. Reynolds, e testeremo i nuovi dispositivi rivestiti dai nostri partner di Colorado State, in un contesto clinicamente rilevante".