L’eccessiva perdita di sangue è la principale causa di morte per ferite riportate in combattimento, il che rende il rapido controllo delle emorragie una delle maggiori sfide nella medicina sul campo di battaglia. I ricercatori del KAIST, tra cui un maggiore dell’esercito, hanno sviluppato una polvere spray di nuova generazione in grado di arrestare gravi emorragie in circa un secondo. Questa innovazione potrebbe migliorare significativamente la sopravvivenza dei soldati feriti, offrendo al contempo un ampio potenziale per l’assistenza medica d’urgenza in ambito civile.
Il team di ricerca, guidato dal professor Steve Park del Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali del KAIST e dal professor Sangyong Jon del Dipartimento di Scienze Biologiche, ha creato un agente emostatico in polvere che si trasforma rapidamente in una robusta barriera idrogel quando viene spruzzato su una ferita.
Grazie alla partecipazione diretta di un Maggiore dell’Esercito al progetto, la tecnologia è stata progettata tenendo conto delle reali condizioni del campo di battaglia. La polvere si indurisce quasi istantaneamente, rimane stabile durante lo stoccaggio e può essere impiegata rapidamente anche in ambienti difficili come zone di combattimento e aree colpite da calamità.
Polvere studiata per ferite profonde e complesse
I tradizionali cerotti emostatici sono ampiamente utilizzati in medicina, ma la loro forma piatta ne rende difficile l’applicazione su ferite profonde, irregolari o complesse. Possono inoltre essere sensibili alla temperatura e all’umidità, creando problemi di conservazione e utilizzo sul campo.
Per superare tali limitazioni, i ricercatori hanno sviluppato una polvere in grado di adattarsi a ferite di diverse forme e dimensioni. Un unico prodotto può essere utilizzato su ferite profonde, estese e irregolari, risultando quindi più versatile rispetto alle alternative tradizionali.
La maggior parte delle polveri emostatiche attualmente in commercio agisce principalmente assorbendo il sangue e creando una barriera fisica. Il team del KAIST, invece, ha progettato il proprio materiale sfruttando le reazioni ioniche naturali che avvengono nel sangue.
Come funziona la polvere AGCL
Il nuovo materiale, denominato “polvere AGCL”, combina diversi ingredienti biocompatibili di origine naturale. Tra questi figurano l’alginato e la gomma di gellano (che reagiscono con il calcio per una gelificazione ultraveloce e una sigillatura fisica) insieme al chitosano (che si lega ai componenti del sangue per migliorare l’emostasi chimica e biologica).
Quando la polvere entra in contatto con il sangue, reagisce con i cationi come il calcio e si trasforma in un gel in circa un secondo, sigillando rapidamente la ferita.
La sua struttura interna tridimensionale permette alla polvere di assorbire più di sette volte il proprio peso in sangue (725%). Ciò le consente di bloccare rapidamente il flusso sanguigno anche in caso di emorragie gravi e ad alta pressione. Secondo i ricercatori, il materiale ha superato le prestazioni degli agenti emostatici disponibili in commercio, raggiungendo una forza adesiva superiore a 40 kPa, sufficiente a resistere alla forte pressione della mano.
Risultati positivi in termini di sicurezza e guarigione
La polvere AGCL è composta interamente da materiali di origine naturale. I test di laboratorio hanno dimostrato un tasso di emolisi inferiore al 3%, una vitalità cellulare superiore al 99% e un effetto antibatterico del 99,9%, indicando che è sicura a contatto con il sangue.
Gli studi sugli animali hanno inoltre dimostrato una rapida guarigione delle ferite, insieme a una migliore rigenerazione dei vasi sanguigni e del collagene.
Negli esperimenti di lesione epatica chirurgica, la polvere ha ridotto sia la perdita di sangue che il tempo necessario per arrestare l’emorragia rispetto ai prodotti emostatici commerciali. La funzionalità epatica è tornata alla normalità entro due settimane dall’intervento chirurgico e i ricercatori non hanno riscontrato alcuna evidenza di tossicità sistemica.
Un altro importante vantaggio è la durabilità. La polvere ha mantenuto le sue prestazioni per due anni a temperatura ambiente e in condizioni di elevata umidità, rimanendo quindi pronta per l’uso immediato in ambienti militari ostili o in situazioni di emergenza.
Potenzialità al di là del campo di battaglia
Sebbene la tecnologia sia stata originariamente sviluppata per la difesa nazionale, i ricercatori ritengono che potrebbe avere ampie applicazioni nella medicina d’urgenza. Tra i possibili utilizzi figurano la gestione delle emergenze, l’assistenza sanitaria nei paesi in via di sviluppo e il trattamento in regioni con scarsa disponibilità di servizi medici.
Il progetto è considerato un caso emblematico di applicazione in ambito civile della ricerca nel settore della difesa. Oltre al trattamento d’emergenza sul campo di battaglia, la tecnologia potrebbe rivelarsi utile anche per il controllo delle emorragie durante interventi di chirurgia interna. (Per applicazione in ambito civile si intende l’espansione o il trasferimento di conoscenze e tecnologie sviluppate per la difesa nazionale al settore privato. Esempi tipici includono computer, GPS, forni a microonde, ecc.)
La ricerca ha ricevuto riconoscimenti sia per la sua innovazione scientifica che per il suo valore in ambito di difesa, aggiudicandosi il Premio del Presidente del KAIST Q-Day 2025 e il Premio del Ministro della Difesa Nazionale alla Conferenza Accademica sulla Difesa Nazionale KAIST-KNDU del 2024.
Il dottorando Kyusoon Park (Maggiore dell’Esercito), che ha partecipato alla ricerca, ha affermato: “Il fulcro della guerra moderna è ridurre al minimo la perdita di vite umane”, e ha aggiunto: “Ho iniziato la ricerca con un senso di missione, con l’obiettivo di salvare anche un solo soldato in più”. Ha proseguito: “Spero che questa tecnologia venga utilizzata come strumento salvavita sia nel settore della difesa nazionale che in quello medico privato”.
Lo studio è stato condotto da Kyusoon Park, dottorando presso il KAIST, e da Youngju Son, candidata al dottorato, sotto la supervisione del professor Steve Park e del professor Sangyong Jon. È stato pubblicato online il 28 ottobre 2025 sulla rivista internazionale Advanced Functional Materials (IF 19.0), specializzata in chimica e ingegneria dei materiali.
La ricerca è stata finanziata dalla National Research Foundation of Korea (NRF).
Abstract
Il controllo rapido ed efficace dell’emorragia rimane una priorità clinica, in particolare per le ferite profonde o irregolari dove le medicazioni convenzionali risultano inadeguate. In questo studio, presentiamo un sistema emostatico in polvere a risposta ionica (AGCL) composto da alginato, gomma di gellano, chitosano e un reticolante a base di glutaraldeide. A contatto con gli ioni calcio presenti nel sangue, l’AGCL forma rapidamente una rete di idrogel adesivo in circa 1 secondo, consentendo una gelificazione ultraveloce e un elevato rapporto di assorbimento ematico (circa 725%). La polvere presenta una forte bioadesione (>40 kPa), un’eccellente tenuta in condizioni di carico misto e una robusta stabilità di conservazione fino a 24 mesi a temperatura ambiente. Test in vitro confermano un’emolisi minima (<3%), un’elevata citocompatibilità e un’efficacia antibatterica superiore al 99%. In diversi modelli di sanguinamento, l’AGCL ha ridotto significativamente la perdita di sangue e il tempo di emostasi rispetto a TachoSil, un prodotto di riferimento clinico. Inoltre, AGCL ha accelerato la riepitelizzazione, l’angiogenesi e la deposizione di collagene in modelli murini di ferite cutanee ed epatiche, favorendo una rigenerazione tissutale di alta qualità senza tossicità sistemica. Questi risultati dimostrano che AGCL integra coagulazione rapida, forte adesione, biostabilità a lungo termine e capacità rigenerativa in un’unica piattaforma. Il suo formato in polvere offre vantaggi distinti in termini di versatilità, facilità di applicazione e conservabilità, rendendolo un candidato promettente per gli emostatici topici di nuova generazione nella cura dei traumi, in chirurgia e in medicina d’urgenza.
Youngju Son, Kyusoon Pak, Taehoon Lee, Monica Celine Prayogo, Jinyoung Choi, Sukkyung Kang, Minjoo Kang, Byungkook Oh, Sang Yu Sun, Sanha Kim, Sung Gap Im, Sangyong Jon, Steve Park. An Ionic Gelation Powder for Ultrafast Hemostasis and Accelerated Wound Healing. Advanced Functional Materials, 2025; 36 (22) DOI: 10.1002/adfm.202523910
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