西安交通大學(xué)的郭寶林教授課題組開發(fā)了一種新型止血材料。近日，郭寶林教授課題組對于深層次不可壓縮止血材料又有了新的研究進(jìn)展，利用明膠和多巴胺在低溫條件下聚合制備了一系列可生物降解的互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)(IPN)，實現(xiàn)了干式低溫凝膠止血。相關(guān)研究以“Degradable Gelatin-Based IPN Cryogel Hemostat for Rapidly Stopping Deep Noncompressible Hemorrhage and Simultaneously Improving Wound Healing”發(fā)表于世界知名期刊《Chemistry of Materials》。

針對不同出血部位的明膠/鹽酸多巴胺晶膠介質(zhì)固化成型示意圖

在臨床實踐過程中，出血部位并不總是位于表皮部位，有時也會發(fā)生在內(nèi)臟，股動脈等深層次的部位，這些部位的出血過程就難以利用以往的壓迫止血方式進(jìn)行止血，大都利用外科手術(shù)的方式，給患者造成極大的傷害，并且有時還需要止血設(shè)備的取出，造成創(chuàng)口面的反復(fù)開合，不利于愈合過程。在此開發(fā)了一種新可降解止血凝膠。凝膠的制備過程中，首先利用高碘酸鈉將多巴胺氧化，經(jīng)氧化后的多巴胺可自聚形成低聚物。而后向其中加入EDC/NHS和明膠，利用酰胺化反應(yīng)，形成具有互穿網(wǎng)絡(luò)的凝膠結(jié)構(gòu)。這種凝膠具有良好的機械性能以及可循環(huán)壓縮的性能。

晶膠介質(zhì)的機械性能，可壓縮性及形狀恢復(fù)能力

晶膠介質(zhì)具有互穿的大孔結(jié)構(gòu)，使它能夠迅速吸收大量的自由水。因此，形狀固定的干燥晶膠介質(zhì)可以快速從血液中汲取血漿，濃縮凝血因子，實現(xiàn)快速止血。此外，晶膠介質(zhì)還可以吸收過量的傷口滲出液，降低感染風(fēng)險，促進(jìn)傷口恢復(fù)。通過調(diào)節(jié)其中多巴胺與明膠的組成，其膨脹比可以達(dá)到30至40倍，明膠含量越高膨脹比越大。在以往的大孔凝膠中，抗壓縮強度都比較低，但是由于此種凝膠中多巴胺的加入，顯著的提高了其機械強度。經(jīng)過10個壓縮膨脹循環(huán)，凝膠仍然可以保持原有的形狀。能實現(xiàn)這種高性能的主要原因是明膠骨架之間以及明膠與多巴胺之間形成共價鍵交聯(lián)的互傳網(wǎng)絡(luò)大孔結(jié)構(gòu)。

晶膠介質(zhì)進(jìn)行深層不可壓縮出血的體內(nèi)止血性能

對于狹窄部位和內(nèi)部（例如戰(zhàn)場上小口徑槍傷）的不可壓縮出血，傳統(tǒng)止血材料往往效果不。研究者利用這種止血材料，首先進(jìn)行了活體兔子肝部止血實驗，在肝部打一直徑為10 mm的孔，進(jìn)行止血實驗發(fā)現(xiàn)在凝膠（12 mm）略大于創(chuàng)口，GT25/DA8的條件下，止血速度最快，僅需要83 s，失血1.2 g，相對于自然狀態(tài)下，失血18 g，止血時間18 min以上，有了極大的提高。在豬的動脈破裂止血試驗中，這種新型凝膠也取得了較好的結(jié)果。這種新型止血凝膠，僅需要5.8 min，198 ml的失血就可以止住創(chuàng)口的流血，相對于PVA海綿678 ml，23 min的止血性能有了極大的提升。

在本研究中，研究者利用明膠與多巴胺利用共價交聯(lián)制備了一種具有互傳網(wǎng)絡(luò)的大孔凝膠，使其具有良好可壓縮性能的同時具有了良好的機械性能。而后將這一凝膠應(yīng)用于難以按壓部位的止血當(dāng)中，取得了較好的成果，相對于其他方式都有了數(shù)倍的提高。并且這種凝膠具有良好的生物相容性和生物降解性能，使其可以應(yīng)用于活體動物體內(nèi)，基于其生物降解性能，消除了創(chuàng)口反復(fù)打開所帶的危害。這種可生物降解，易制備，成本低，攜帶使用方便的新型創(chuàng)面敷料在快速止血、促進(jìn)創(chuàng)面愈合等方面有著巨大的應(yīng)用潛力。

研究背景

“天有不測風(fēng)云，人有旦夕禍?！?。在日常生活當(dāng)中，受傷對于每個人來說都是一件不可避免的事情。小磕小碰，不用管他，憑借人身體強大的自愈能力就可以自行恢復(fù)，但是，人的自愈能力也不是無限的，有超過30 %的創(chuàng)傷性死亡是源于失血過多，當(dāng)超出人自愈能力的時候，就需要止血材料的幫助了。

現(xiàn)在對于表層的止血材料，人們做了諸多的研究，開發(fā)出戊二醛交聯(lián)蛋白，纖維蛋白繃帶等高效止血材料。但是對于深層次的止血材料，人們研究較少。在武俠劇中，受內(nèi)傷的高手，通過點穴即可快速止血，這個美好的愿景有望在不久實現(xiàn)。

文章來源： 高分子科學(xué)前沿