基于蘑菇多糖的可快速膨胀冷冻凝胶用于不可压迫性出血的高效止血研究

针对不可压迫性深部创伤止血难题，研究人员创新性地利用蘑菇天然海绵结构，通过去蛋白化-冷冻-乙醇置换-压缩常温干燥技术制备出壳聚糖/葡聚糖基冷冻凝胶（CG cryogel）。该材料具有超强吸水性（1503%）、2.1秒快速膨胀特性，能高效聚集红细胞和血小板，在大鼠肝脏损伤模型中止血效果优于明胶海绵和Celox?，为临床不可控出血提供了兼具生物相容性与工程优势的新型解决方案。

　　

在急救医学领域，不可压迫性出血始终是威胁生命的重大挑战。无论是交通事故还是战场创伤，深部组织如腋窝或腹股沟区域的出血往往难以通过传统压迫法控制。现有止血材料如明胶海绵或纤维蛋白敷料仅适用于浅表伤口，而聚合物泡沫又存在膨胀慢、吸水差等缺陷。更棘手的是，传统冷冻凝胶制备依赖耗能的冻干工艺和有毒交联剂（如戊二醛），可能引发生物毒性风险。面对这些临床痛点，广东医科大学附属医院的研究团队另辟蹊径，从餐桌上常见的双孢蘑菇（Agaricus bisporus）中找到了破局之道。

这项发表于《International Journal of Biological Macromolecules》的研究，开创性地利用蘑菇天然的三维多孔结构，通过四步法（去蛋白化-冷冻-乙醇置换-压缩常温干燥）将其转化为壳聚糖/葡聚糖基冷冻凝胶（CG cryogel）。关键技术包括：选择性保留蘑菇细胞壁中的几丁质/β-葡聚糖网络结构；采用乙醇置换结合机械压缩实现常温干燥，避免传统冻干能耗；通过大鼠肝脏穿透伤模型评估止血效能，并与市售产品（明胶海绵、Celox?）进行对比。

材料制备与结构表征
研究团队首先用碱处理去除蘑菇蛋白，保留由几丁质和β-1,3-葡聚糖构成的骨架。扫描电镜显示该CG海绵具有200-500μm的大孔结构，经冷冻-乙醇置换后形成相互贯通的层状孔隙。X射线衍射证实其结晶度显著提高，而红外光谱显示羟基和酰胺键的保留，为后续水合膨胀奠定基础。

性能测试
吸水实验显示CG cryogel可吸收自重15倍液体（1503%），远超商业明胶海绵（400%）。更惊人的是其体积膨胀速率——在接触液体2.1秒内即完成膨胀，比传统聚合物泡沫快6倍。这种"遇血即膨"特性源于其独特的孔径梯度设计：大孔（>100μm）快速导流，微孔（<10μm）产生毛细作用。流变学测试证实其压缩模量达25kPa，足以抵抗组织挤压。

促凝血机制
体外实验揭示CG cryogel能高效捕获红细胞（捕获率92%）并激活血小板。共聚焦显微镜显示其表面形成致密的纤维蛋白网络，凝血时间（CT）比对照组缩短68%。这种促凝作用归因于几丁质带正电荷的表面特性，以及β-葡聚糖对凝血因子XII的激活作用。

动物实验验证
在大鼠肝脏贯穿伤模型中，CG cryogel组出血量（0.28g）显著低于明胶海绵组（0.67g）和Celox?组（0.51g）。组织学显示其引起的炎症反应轻微，28天后完全降解，未见器官毒性。这种优异表现源于三重协同效应：物理压迫（快速膨胀）、化学诱导（电荷介导的细胞聚集）和生物激活（凝血级联反应）。

这项研究的意义在于：首次证明蘑菇天然骨架可直接转化为医用冷冻凝胶，突破传统材料依赖化学交联的局限；开发的常温干燥工艺较冻干法节能80%，更利于规模化生产；其1503%的吸水率和2.1秒膨胀速度设定了止血材料新标准。未来通过调控几丁质/葡聚糖比例，还可拓展用于感染性创面或器官修复。正如通讯作者Xianmou Fan（范先谋）强调的，这种"自然启发-物理改造"策略为开发新一代绿色医用材料提供了范式转移。