2023年12月3日，生物治疗全国重点实验室干细胞与组织工程研究室、骨科研究所解慧琪研究员团队在Advanced Science（IF：15.1）在线发表了题为A Self-Assembly Pro-Coagulant Powder Capable of Rapid Gelling Transformation and Wet Adhesion for the Efficient Control of Non-Compressible Hemorrhage的研究论文。该研究研制了一种自组装止血粉，可迅速吸收出血部位的血液，完成凝胶态转变，实现良好湿态粘附和创面封闭，且在大鼠、兔和犬等多种不可压缩性出血模型上证明了其优异的止血效果。
在大手术、战争和自然灾害中，无法控制的出血一直是导致死亡的主要原因，其中近50%出血导致的死亡可以通过有效止血来预防。在止血过程中，出血部位的有效封闭是至关重要的。作为湿态粘附的关键障碍之一，如何以一种简单而有效的策略来去除界面水成为关注热点。粉末状材料具有较大的表面积和优异的吸水能力，是止血材料的理想选择。但传统的止血粉无法在创面形成稳定的物理屏障，影响了其对大出血的止血能力。基于此，该研究利用点击化学和动态共价键等策略，对天然高分子（海藻酸钠和羧甲基壳聚糖）进行化学改性，使其同时实现快速吸水、创面封闭和湿态粘附。研究团队利用便于批量的冷冻研磨法制备了自凝胶化止血粉（图1）。
图1 自凝胶化止血粉的制备及止血过程示意图
提升湿态粘附性能一直是止血材料研发的重点之一。该研究报道的止血粉具有优异的湿态粘附能力，其湿态粘附强度达到89.57 ± 6.62 KPa（商用纤维蛋白胶的3.75倍），优异的组织湿粘附和密封效果可能归功于优异液体吸收能力、快速自凝胶转变、时序交联和多重生物粘附设计的协同作用。首先，粉末可以很好地适应组织的复杂形态，并迅速吸收组织上的血液、体液等界面液体，提供有利于粘附的环境；其次，在吸收水分后，材料自凝胶化过程迅速发生（＜5 s），在创面形成稳定的物理屏障，并且双交联网络的时序形成和内聚强度的增加强化了材料的粘附性能；最后，水凝胶可以与组织形成较强的湿态粘附：一方面，良好的液体吸收能力使材料免受界面水的影响，溶解的聚合物链可以与组织形成更好的物理缠结；另一方面，材料中的醛基、巯基、羧基和马来酰亚胺等多种活性基团可以通过共价/非共价相互作用与组织紧密结合。（图2）
图2 止血粉湿态粘附和封闭的表征评价
在犬肝脏不可压缩性大出血模型中，该材料展现出快速上皮化的能力，自凝胶化止血粉在血液吸收后迅速凝胶化，牢固地粘附在组织上，止血效果显著优于空白组和商用止血粉组。相比之下，商用止血粉易被血液冲刷掉，未能粘附到出血部位。值得注意的是，经自凝胶化止血粉处理的肝脏修复效果显著，而空白组和商用止血粉组仍存在肝脏缺损，表明其具有组织修复的能力。通过各种出血模型的验证，证实自凝胶化止血粉能够快速吸收流动的血液，形成稳定的物理屏障封闭创面，对不可压缩性大出血的止血和修复效果优于商用止血粉。（图3）
图3 止血粉在犬肝脏出血模型中的止血效果评价
该自凝胶化止血粉有效地结合了粉末材料和水凝胶的优点，通过一种简单而有效的策略实现了湿态组织粘附，为控制不可压缩性大出血提供了一种新的方案，该材料的设计也为新型止血材料和功能敷料的开发提供了新的思路。
我院雷雄心、邹晨宇博士研究生，耳鼻咽喉-头颈外科胡娟娟主治医师为共同第一作者，解慧琪研究员为通讯作者。该研究得到天府锦城实验室（前沿医学中心）和我院1·3·5卓越学科建设项目的资助。
