血液触发自密封与组织粘附性止血纳米纤维材料的创新设计与高效应用

为解决传统止血材料易渗血、界面密封性差的问题，研究人员开发了一种由阴阳离子纳米纤维组成的QCS@PVA/CA@PVA纳米织物。该材料通过血液触发的静电交联实现快速自密封，形成致密屏障，同时具备优异组织粘附性，在猪股动脉损伤模型中失血量仅为Combat GauzeTM的8%，兼具生物降解性和抗菌活性，为创伤急救提供了突破性解决方案。

　　

在创伤和手术中，不可控出血是导致死亡的主要原因之一。现有止血纱布因孔隙结构易导致血液纵向渗透，且与组织界面粘附性差，难以有效封堵创面。传统材料如Combat Gauze^TM虽含高岭土促凝成分，但仍存在失血量大、需二次清创等问题。针对这一临床痛点，福建师范大学的研究团队通过仿生设计，开发了一种具有革命性的止血纳米纤维材料，相关成果发表于《Nature Communications》。

研究采用双轴静电纺丝技术制备QCS@PVA/CA@PVA纳米织物，结合大鼠/猪创伤模型评估止血性能，并通过SEM、XPS、FTIR等多维度表征材料特性。实验设计包含体外凝血测试、组织粘附强度测量及体内降解实验，样本来源于SD大鼠和兰德瑞斯猪。

结果部分：

1. 材料制备与结构特性
   通过双轴静电纺丝技术构建的纳米织物具有100-400 nm纤维直径和2186 g/m²d的水蒸气透过率，与棉纱布相当。TEM显示其核壳结构（核心300 nm，壳层10 nm），拉伸应力达1.85 MPa。

2. 血液触发自密封机制
   接触血液后3秒内，阴阳离子纳米纤维通过静电相互作用（XPS显示-N⁺(CH₃)₃结合能从403.2 eV降至402.6 eV）形成致密屏障，可承受412 mmHg爆破压，远超正常血压（120 mmHg）。

3. 组织粘附性能
   对猪肾脏的粘附强度达61 kPa，是纤维蛋白胶（10 kPa）的6倍。界面SEM显示纳米纤维与组织形成无缝连接，通过吸收界面水和氢键/阳离子-π相互作用增强粘附。

4. 体内止血效能
   在猪股动脉损伤中，失血量仅2.91 g（Combat Gauze^TM的8%），止血时间缩短90.78%。肝脏穿刺模型中，纳米织物组11天伤口愈合率达98%，显著优于对照组（棉纱布81%）。

5. 生物相容性与功能拓展
   材料14天内完全降解，IL-6表达随降解降低。对E.coli和S.aureus的抗菌率>99%，CD31免疫荧光显示其促进血管新生，胶原沉积量比对照组高30%。

结论与意义：
该研究突破了传统止血材料的技术瓶颈，通过仿生设计实现“物理屏障+生化促凝”双重机制。其快速自密封特性（3秒）与高强度组织粘附（61 kPa）的协同作用，为战场急救和外科手术提供了变革性解决方案。特别是材料完全生物降解的特性，避免了二次手术取出风险。未来可进一步优化pH稳定性，拓展至内脏穿孔修复等更复杂场景。这项来自中国团队的研究，展现了纳米纤维技术在生物医学工程中的巨大潜力。