基于金属离子和蛋白质的液态止血泡沫，用于院前急诊处理不可压缩性出血

《Acta Oecologica》：Metal Ion-Protein-Based Liquid Hemostatic Foam for Prehospital Emergency Treatment of Incompressible Hemorrhage

基于明胶/丝心蛋白与钙/铁离子复合的可注射液体止血泡沫，通过双注射器Tessari法制备，兼具优异机械强度、稳定性和流变学特性。实验证实该泡沫在动物模型中止血效果优于商用敷料，且可保留降解或通过简单冲洗移除而不破坏血块，为院前急救处理压缩不可止血提供创新解决方案。

　　在面对突发灾害和紧急情况时，失血是导致伤亡的主要原因之一。特别是在急救阶段，由于缺乏及时有效的止血手段，大量失血往往成为死亡的直接诱因。根据研究数据，约有30%-40%的创伤相关死亡发生在急救阶段，而其中不可压缩性出血（即常规外部加压无法控制的出血）更是对急救人员提出了严峻挑战。这种类型的出血通常发生在器官内部，如肝脏、脾脏或腹部空腔，其特点是出血面广泛且难以通过外部压力控制。因此，开发一种能够快速控制不可压缩性出血、并适用于急救场景的新型止血材料，成为当前医学研究的重要方向。

在现有止血材料中，Xstat?和QuikClot? Combat Gauze是较为成熟的产品，它们在急救现场被广泛使用。Xstat?通过注射压缩的壳聚糖/纤维素海绵来实现止血，其止血效果在不同出血情况下表现一般。然而，这种材料具有不可降解性，需要通过手术进行移除，且在移除过程中可能对周围组织造成额外损伤。QuikClot? Combat Gauze则利用高岭土激活血液的内源性凝血过程，但其结构在血液流动中容易被冲散，导致止血效果不佳，并可能引发远端血栓形成。此外，这些材料在处理不可压缩性器官出血时表现有限，难以适应复杂的出血表面。

基于上述问题，研究人员开发了一种新型的液态止血泡沫材料，其主要成分包括明胶（Gel）、蚕丝蛋白（SF）以及止血金属离子Ca2?和Fe2?。这种材料被命名为Fy泡沫。与传统止血材料相比，Fy泡沫具有独特的物理和化学特性，使其在急救场景中展现出更优越的性能。明胶是从猪皮中提取的天然蛋白质，具有良好的生物相容性和止血能力，能够通过富集血小板和集中凝血因子加速止血过程。蚕丝蛋白则是一种来源于蚕丝的天然生物蛋白，因其良好的机械性能和可降解性，在止血材料的设计中被广泛应用。

Fy泡沫的制备方法采用了双注射器Tessari法，这种方法能够快速形成稳定的泡沫结构，同时保持材料的可注射性和流动性。通过将泡沫溶液与空气混合，可以制备出具有优良机械强度和持久性的止血泡沫。这种泡沫在止血后能够迅速且安全地从伤口移除，不会破坏已经形成的血凝块，从而避免二次出血，为后续治疗提供便利。此外，Fy泡沫在体内实验中表现出优异的止血效果，特别是在猪肝脏、大鼠股动脉和猪腹壁浅层动脉等模型中，其止血效率显著高于商用纱布和明胶海绵。

Fy泡沫的止血机制主要依赖于其内部的多组分协同作用。明胶和蚕丝蛋白不仅能够通过与金属离子形成稳定的泡沫结构，还能够通过吸收血液并促进凝血过程，从而加速止血。Ca2?和Fe2?作为人体凝血机制的重要组成部分，分别在凝血因子IV和血红素的形成中发挥关键作用。Ca2?能够促进纤维蛋白凝块的形成，并加速血小板的收缩，从而增强止血效果。Fe2?则能够通过快速聚集血液，辅助止血过程，并可能在平滑肌细胞增殖等生理过程中起到调节作用。

在实验过程中，研究人员对Fy泡沫的多种性能进行了系统评估，包括其持久性、微观结构、流变特性、体外止血性能以及细胞相容性。通过光学显微镜观察泡沫的大小变化和血液相互作用，发现Fy泡沫在止血过程中能够迅速形成稳定的泡沫结构，并有效控制出血。同时，泡沫在体内实验中表现出良好的生物相容性，不会引发明显的炎症反应，也不会导致不必要的粘连。

Fy泡沫的另一个显著优势在于其可移除性。在止血后，泡沫可以通过温水冲洗或纱布擦拭的方式迅速从伤口移除，不会影响已经形成的血凝块，从而避免二次出血。这种特性使得Fy泡沫不仅适用于急救现场，也为后续医院治疗提供了便利。相比之下，传统的止血材料往往需要手术移除，不仅增加了操作的复杂性，还可能对患者造成额外伤害。

此外，Fy泡沫在临床应用中展现出良好的适应性。由于其具有良好的流动性和可注射性，能够迅速填充复杂的出血面，因此特别适用于处理不可压缩性出血。在实验中，Fy泡沫在猪肝脏表面的大面积出血模型中，无需额外加压即可实现90%以上的止血效果。这表明Fy泡沫在实际应用中具有较大的潜力，能够为急救人员提供一种高效、安全且易于操作的止血方案。

Fy泡沫的开发不仅解决了现有止血材料在急救场景中的局限性，也为未来止血材料的研究提供了新的思路。通过将明胶、蚕丝蛋白与Ca2?和Fe2?结合，研究人员成功构建了一种具有优良止血性能的新型材料。这种材料在急救阶段能够快速控制出血，同时具备良好的生物相容性和可降解性，能够有效减少炎症反应和粘连问题。未来的研究将进一步探索这种材料在不同出血场景中的应用潜力，并优化其性能，以期在实际急救中发挥更大的作用。

为了确保Fy泡沫的稳定性和止血效果，研究人员对材料的组成进行了优化。在实验中，Fy泡沫的组成包括6%明胶、2%蚕丝蛋白以及2.0 g/L的CaSO?或FeSO?。通过调整这些成分的比例，研究人员能够获得不同性能的泡沫，以适应不同的出血情况。例如，Fy1和Fy2分别以Ca2?和Fe2?为主要金属离子，而Fy3则同时包含明胶、蚕丝蛋白和Ca2?。这些不同的配方在实验中表现出不同的止血效果和稳定性，为材料的进一步优化提供了依据。

在材料的性能评估中，研究人员特别关注了其在体外和体内的止血效果。通过体外实验，研究人员观察到Fy泡沫能够有效吸附血液细胞，并促进凝血因子的集中，从而加速止血过程。在体内实验中，Fy泡沫在大鼠肝脏、股动脉和猪腹壁浅层动脉等模型中表现出优异的止血性能。实验结果表明，Fy泡沫能够有效控制不可压缩性出血，并且在止血后能够迅速移除，不会影响已经形成的血凝块，从而避免二次出血。

此外，Fy泡沫在体内实验中表现出良好的生物相容性。通过观察泡沫在体内环境中的反应，研究人员发现Fy泡沫能够迅速且安全地降解，不会引发明显的炎症反应。这种特性使得Fy泡沫在急救过程中更加安全，能够减少对患者身体的潜在伤害。同时，泡沫的可降解性也为其在体内环境中的应用提供了便利，使其能够适应复杂的生理条件。

Fy泡沫的另一个重要特点是其结构的稳定性。通过双注射器Tessari法制备的泡沫在体内环境中能够保持较长的时间，不会迅速塌陷或分解。这种稳定性使得Fy泡沫能够有效覆盖较大的出血面，从而实现全面的止血。相比之下，传统的止血材料往往在止血后迅速分解，导致止血效果不佳，并可能需要额外的止血措施。

Fy泡沫的开发为急救医学提供了新的解决方案。通过将明胶、蚕丝蛋白与Ca2?和Fe2?结合，研究人员成功构建了一种具有优良止血性能的新型材料。这种材料不仅能够快速控制不可压缩性出血，还能够适应复杂的生理条件，为急救人员提供了一种高效、安全且易于操作的止血方案。未来的研究将进一步探索这种材料在不同出血场景中的应用潜力，并优化其性能，以期在实际急救中发挥更大的作用。

在实际应用中，Fy泡沫的可注射性和可流动性使其能够迅速填充复杂的出血面，而无需额外的压力。这种特性使得Fy泡沫特别适用于处理不可压缩性出血，如肝脏、脾脏或腹部空腔的出血。相比之下，传统的止血材料往往需要较大的外部压力才能实现止血，这在某些急救场景中可能并不现实。Fy泡沫的开发为解决这一问题提供了新的思路，使其能够成为急救现场的重要工具。

综上所述，Fy泡沫作为一种新型的液态止血材料，具有优良的止血性能、结构稳定性和生物相容性。其可注射性和可流动性使其能够迅速填充复杂的出血面，而无需额外压力。止血后，泡沫能够迅速且安全地移除，不会影响已经形成的血凝块，从而避免二次出血。这些特性使得Fy泡沫在急救场景中具有较大的应用潜力，能够为急救人员提供一种高效、安全且易于操作的止血方案。未来的研究将进一步探索这种材料在不同出血场景中的应用潜力，并优化其性能，以期在实际急救中发挥更大的作用。