可注射止血泡沫水凝胶用于创伤性腹腔内出血的急救治疗研究
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时间:2025年10月12日
来源:Materials Today Bio 10.2
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本刊推荐:针对创伤性腹腔出血缺乏有效院前止血手段的临床难题,研究人员开发了一种基于藻酸盐/羧甲基壳聚糖的可注射止血泡沫(IHF)。该材料模拟生理止血过程(血管收缩、血小板血栓形成和血液凝固),通过氢键交联形成可尿素解离的泡沫体系。动物实验表明IHF能显著减少肝损伤模型的出血量和止血时间,并在肝素化凝血功能障碍模型中保持优异性能,为腹腔非压迫性出血的院前急救提供了安全有效的解决方案。
腹腔内出血是战创伤、交通事故等导致的致命性损伤,死亡率高达60%-80%。由于腹腔解剖结构复杂,出血点定位困难,传统止血材料在院前急救场景中应用受限。现有聚氨酯泡沫等材料存在难以移除、可能引发肠壁坏死等问题。针对这一临床痛点,第三军医大学烧伤研究所团队受生理止血机制启发,开发了一种可注射止血泡沫(IHF),相关研究成果发表于《Materials Today Bio》。
研究团队采用氢键交联技术构建藻酸盐/羧甲基壳聚糖基泡沫体系,通过苹果酸介导的分子间作用力形成三维网络结构。关键实验方法包括:采用流变学测试表征材料剪切稀化特性;通过大鼠/兔子肝损伤模型和猪腹腔出血模型验证止血效能;利用扫描电镜观察血凝块微观结构;通过皮下植入实验和血液生化指标检测评估生物安全性。
材料表征结果显示,0.25 M苹果酸交联的IHF具有最优气泡均匀性(72.14±12.24 μm)和稳定性。流变学实验证实其具备剪切稀化特性,粘度随剪切速率增加而下降,满足注射要求。FTIR和1H NMR谱图证实氢键交联机制,尿素处理可实现泡沫可控解离。
体外凝血实验表明,IHF将全血凝固时间从5.84±0.28分钟显著缩短至0.93±0.16分钟。扫描电镜显示IHF组纤维蛋白面积比显著增加,血小板聚集区域扩大。在大鼠肝出血模型中,IHF组止血时间(28±7.94秒)和失血量(0.114±0.026克)均显著优于明胶海绵对照组。在肝素化大鼠模型中,IHF仍能实现快速止血(1.57±0.43分钟),证明其对抗凝血功能障碍的有效性。
大型动物实验证实,猪腹腔出血模型经IHF治疗后出血得到控制,术后2周血小板计数等血液指标恢复正常。组织学检查未发现明显器官坏死或充血,但未完全清除的IHF可能引起轻度肠粘连。生物相容性实验显示,与IHF共培养72小时的细胞存活率超过90%,皮下植入仅引发轻度炎症反应。
该研究创新性地通过氢键交联策略构建了可逆型止血泡沫,实现了"注射止血-尿素解离-负压清除"的闭环治疗方案。IHF模拟天然止血三阶段过程:负载的去甲肾上腺素诱导血管收缩,泡沫结构促进血小板富集,同时加速纤维蛋白形成。这种多机制协同作用使其在复杂创伤环境中展现出显著优势,为院前急救提供了新的技术路径。
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