聚乙烯醇/壳聚糖-季铵化壳聚糖-聚多巴胺复合冷冻凝胶用于不可压迫性出血的快速止血与可控剥离研究

针对不可压迫性出血中传统材料机械性能不足、促凝能力差及二次损伤等问题，研究人员通过绿色相分离法制备了具有优异机械性能的聚乙烯醇/壳聚糖（PVA/CS）冷冻凝胶，并表面交联季铵化壳聚糖-聚多巴胺（QCS-PDA）复合物，显著提升了血细胞黏附、凝血因子激活及抗菌性能（对S. aureus和E. coli），同时实现酸刺激响应性快速剥离。该研究为不可压迫性出血提供了兼具高效止血与可控剥离的新型材料。

　　

不可压迫性出血（如深部脏器或动脉损伤）是临床急救中的重大挑战，传统止血材料（如纱布、明胶海绵）因无法有效压迫或促凝能力不足，常导致患者失血过多甚至死亡。现有可膨胀止血材料虽能封闭伤口，但存在机械性能差、易粘连造成二次损伤等问题。更棘手的是，材料与组织的过度黏附可能加重创伤，而抗菌性能不足又易引发感染。如何平衡止血效率、材料强度与可控剥离性，成为该领域的关键难题。

针对这一系列问题，江苏先进金属材料重点实验室等机构的研究人员创新性地将绿色相分离法制备的聚乙烯醇/壳聚糖（PVA/CS）冷冻凝胶与季铵化壳聚糖-聚多巴胺（QCS-PDA）复合物结合，开发了一种多功能止血材料。研究通过调控QCS-PDA的交联度，实现了材料在酸性环境下的可控剥离，同时赋予其优异的抗菌和促凝性能。相关成果发表于《International Journal of Biological Macromolecules》，为不可压迫性出血提供了全新解决方案。

关键技术方法
研究采用绿色相分离法制备PVA/CS冷冻凝胶基底，通过NaIO₄
氧化多巴胺生成邻醌结构，与QCS的氨基交联形成表面复合物。通过调整QCS-PDA交联度调控酸响应性，并利用大鼠肝缺损模型和股动脉出血模型验证止血效果。抗菌实验选用S. aureus和E. coli，凝血性能通过血细胞黏附及凝血因子激活测试评估。

研究结果

1. 材料设计与表征：PVA/CS冷冻凝胶通过氢键网络形成多孔结构，QCS-PDA复合物通过共价键锚定于表面，扫描电镜显示其孔隙率达85%，膨胀率超过300%。
2. 促凝与抗菌性能：QCS的正电荷显著提升血小板黏附，PDA的儿茶酚结构加速凝血酶生成，凝血时间较明胶海绵缩短40%。对S. aureus和E. coli的抑菌圈直径分别达12 mm和9 mm。
3. 酸响应剥离机制：低交联度QCS-PDA在pH 5.0醋酸溶液中30分钟内完全溶解，实现材料无损伤剥离，而高交联度组需2小时。
4. 动物模型验证：在大鼠肝缺损模型中，材料30秒内止血，失血量减少65%；股动脉模型中，血压稳定时间较对照组延长3倍。

结论与意义
该研究通过表面功能化策略，在保留PVA/CS冷冻凝胶机械性能（抗压强度>50 kPa）的同时，赋予其多重生物学功能：QCS的正电荷和PDA的儿茶酚协同激活内源性凝血途径；交联度调控实现“止血时稳定、移除时灵敏”的智能响应；广谱抗菌性降低感染风险。这种“止血-抗菌-可控剥离”一体化设计，为战创伤、外科手术等场景的不可压迫性出血救治提供了突破性方案，其绿色制备工艺更具临床转化潜力。未来可通过优化QCS-PDA复合比例，进一步平衡力学性能与生物活性。