Rökinandning, lunginflammation, och stridsrelaterat trauma är bara några orsaker till akut andningssyndrom-ett tillstånd där lungorna fylls med vätska, och är för ofta dödlig.

För att hjälpa dessa kritiskt sjuka patienter, läkare använder extrakorporealt livsstöd-ett kardiopulmonärt bypass-system som artificiellt omoxiderar blod när lungorna är för skadade för att andas normalt.

Denna teknik för kritisk vård har räddat många liv, men det behöver förbättras. Tillsammans med traumavårdsläkare, Colorado State University-kemister kan snart spela en nyckelroll för att göra nästa generations extrakorporeala livsstödsenheter mer effektiva och mindre invasiva.

CSU Monfort -professor och docent i kemi Melissa Reynolds delar på ett bidrag på 3,4 miljoner dollar från försvarsdepartementet för att utveckla bättre behandlingar för akuta lungskador, särskilt i samband med militär strid och medicinska nödsituationer. Hon har samarbetat med Dr Andriy Batchinsky, en traumakirurg som övervakar forskningslaboratorier vid U.S. Army Institute of Surgical Research och Geneva Foundation.

Problemet Reynolds och hennes team kommer att ta upp innebär en gemensam, livshotande komplikation för patienter på livsstöd:kroppens tendens att bilda blodproppar runt den insatta maskinen.

Standarden för vård för att vända blodproppsproblemet är administrering av systemiska blodförtunnare som heparin, men dessa läkemedel har stora biverkningar för redan extremt sjuka patienter. I många fall, immunsystemet angriper de icke-koagulationscellerna som icke-funktionella celler, vilket leder till ytterligare infektioner och komplikationer.

Reynolds mål för detta projekt är att hjälpa Batchinskys team att skapa livsstödssystem som eliminerar behovet av att administrera blodförtunnare alls.

Reynolds lab tillverkar avancerade biokompatibla material för kliniska tillämpningar, med målet att göra minimalt invasiva, implanterbara enheter som kroppen inte avvisar. Ett slumpmässigt möte med Batchinsky på en konferens för flera år sedan utlöste ett partnerskap mellan två forskare som arbetar med i huvudsak samma problem - patientdödlighet och behandlingar med kritisk vård - från olika håll.

"Vi är intresserade av blod- eller vävnadsrespons i medicintekniska produkter, "sade Reynolds, som också fungerar som associerad dekan för forskning vid College of Natural Sciences. "Vi är glada och mycket glada över att få arbeta med alla grupper med en utmaning att mildra dessa blod-enhet-interaktioner."

För livsstödsprojektet, Reynolds kommer att leda utvecklingen av biologiskt vänliga beläggningar som kommer att kemiskt införlivas i polymererna som systemkomponenterna är gjorda av - katetrarna, kretsar och andra enheter som måste komma i kontakt med patientens blod. Beläggningarna är gjorda av metallorganiska ramverk, utformad för att motstå blodkoagulation genom att replikera endotelcellernas naturliga funktion genom frisättning av kväveoxid.

Reynolds lab kommer att övervaka detta viktiga framsteg, vilket borde lösa de blodkompatibilitetsproblem som är så genomgripande i extrakorporeala livsstödssystem och eliminera behovet av blodförtunnare. Reynolds och hennes studenter kommer att arbeta på kemi och teknik sidan av ramtillsatserna, medan Batchinskys team kommer att leda in vivo-experiment för att testa de nya systemen.

"Jag är särskilt entusiastisk över detta samarbete eftersom Dr Reynolds ger en välbehövlig potentiell lösning för problemet med trombogenicitet av blod-polymerinteraktioner under extrakorporealt livsstöd, "Batchinsky sa." Som ledare för ett avdelningar för försvarsanknutna forskningslaboratorier och program, Jag är fokuserad på att lösa detta problem med Dr. Reynolds hjälp, och vi kommer att testa de nya enheterna belagda av våra partners i Colorado State, i en kliniskt relevant miljö. "