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生物启发的绿色可降解单宁酸-明胶海绵用于快速止血与创面修复
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月20日 来源:Industrial Crops and Products 5.6
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为解决不可控出血在军事冲突、交通事故及手术中的高风险问题,研究人员开发了一种基于单宁酸(TA)与明胶(Gel)的绿色可降解止血海绵(TA@Gel)。通过一锅法制备的TA5@Gel海绵展现出优于市售止血材料的性能,可快速聚集血液成分、激活血小板及凝血级联反应,同时兼具抗氧化、生物相容性和创面修复功能,为临床止血材料设计提供了新策略。
不可控出血是军事冲突、交通事故和外科手术中导致死亡的高危因素,而传统止血材料如纱布、明胶海绵等因功能单一或制备复杂难以满足临床需求。针对这一挑战,浙江中医药大学的研究团队从天然材料中获取灵感,开发了一种基于单宁酸(Tannic Acid, TA)与明胶(Gelatin, Gel)的绿色可降解止血海绵(TA@Gel)。这项发表在《Industrial Crops and Products》的研究,通过物理交联技术构建了具有三维多孔结构的TA5@Gel海绵,其优异的止血效能和多重生物活性为创伤救治提供了创新解决方案。
研究采用扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)、X射线光电子能谱(XPS)等技术表征材料特性,通过体外凝血实验、血小板黏附测试及三种动物模型(肝损伤、尾静脉截断、下腔静脉出血)评估止血性能,并结合DPPH自由基清除实验和皮肤切口模型验证其抗氧化与创面修复能力。
3.1 材料表征
TA5@Gel通过氢键形成均匀交联网络,热稳定性分析显示其最大降解温度达344.8°C。XPS证实TA的酚羟基与Gel氨基结合,FTIR在1717 cm-1处出现特征峰,表明成功构建TA-Gel复合体系。
3.2 止血机制
TA5@Gel的孔隙结构可吸附23.35 g/g液体,显著促进血小板聚集。凝血实验显示其将APTT(活化部分凝血活酶时间)从14.67±0.58 s缩短至12.00±1.00 s,主要通过激活内源性凝血途径而非外源性途径发挥作用。
3.3 动物实验
在肝损伤模型中,TA5@Gel将止血时间从178.30±2.75 s降至36.75±2.22 s,失血量减少62%。尾静脉模型中,其止血效率较对照组提升3.5倍,证实对不规则创面的适应性。
3.4 附加功能
TA5@Gel展现82.6%的DPPH自由基清除率,其黏附强度达581 kPa(猪皮测试)。皮肤修复实验显示,治疗7天后创面宽度(183.4±22.08 μm)显著小于缝合组(319.33±53.84 μm),Masson染色证实胶原沉积增加。
该研究创新性地通过天然分子自组装策略,构建了兼具止血、抗氧化和促修复功能的多效材料。TA5@Gel的绿色制备工艺避免了传统化学交联剂的毒性问题,其通过激活内源性凝血途径的机制为止血材料设计提供了新靶点。更重要的是,材料在三种动物模型中表现出的临床转化潜力,以及可降解特性(2小时内完全溶解),使其成为应对战创伤救治和外科出血的理想候选。这项研究为开发下一代生物启发型医用材料奠定了重要基础。
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