基于电荷互补纳米纤维复合棉纱的快速止血材料QCS/HADA@gauze研发及其双机制止血效应研究

临床出血控制面临传统棉纱止血效率不足的难题。研究人员通过双轴静电纺丝技术将阳离子季铵化壳聚糖(QCS)与阴离子儿茶酚修饰透明质酸(HADA)纳米纤维沉积于棉纱，开发出QCS/HADA@gauze复合材料。该材料通过电荷互补作用实现纤维间快速交联，形成物理屏障并捕获血细胞，同时增强组织粘附防止界面渗血，实验显示其凝血性能显著优于传统纱布与Combat Gauze?，兼具优异生物相容性与抗菌活性，为创伤止血提供了创新解决方案。

　　

在急诊手术和战伤救治中，不可控出血仍是导致患者死亡的首要因素之一。据统计，创伤相关死亡率高达30-40%，而心脏手术中7%会出现难以控制的术野出血。传统棉纱虽能通过物理吸附和毛细作用促进止血，但其被动凝血机制在高压出血场景中表现乏力，尤其对非压迫性伤口几乎无效。现有改良方案如疏水化处理或添加凝血因子虽有所改进，但普遍存在移除困难、血栓风险或界面渗血等问题。如何开发兼具快速止血、安全可移除和组织贴合性的材料，成为临床亟待突破的难题。

针对这一挑战，中国国家自然科学基金和广东省基础与应用基础研究基金支持的研究团队创新性地将纳米技术应用于止血材料开发。研究人员采用双轴静电纺丝技术，将带正电的季铵化壳聚糖(QCS，quaternized chitosan)和带负电的儿茶酚功能化透明质酸(HADA，catechol-functionalized hyaluronic acid)纳米纤维同步沉积于棉纱基底，构建出QCS/HADA@gauze复合止血材料。这项突破性成果发表在《International Journal of Biological Macromolecules》，为解决临床止血难题提供了全新思路。

研究团队主要运用了三大关键技术：双轴静电纺丝实现QCS与HADA纳米纤维的同步沉积；傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(¹H NMR)表征材料化学结构；建立兔股动脉出血模型和肝损伤模型进行体内止血效能评估。通过多尺度技术联用，系统解析了材料的止血机制与生物安全性。

【材料制备与结构表征】
通过静电纺丝技术成功制备的QCS/HADA@gauze保留了棉纱的柔软透气特性。FT-IR光谱显示HADA在1510 cm^-1处出现儿茶酚特征峰，¹H NMR谱图中6.6-7.2 ppm区间的新峰证实了儿茶酚的成功修饰。扫描电镜观察到纳米纤维形成三维网络结构，纤维直径主要分布在200-400 nm范围。

【止血机制研究】
接触血液后，带相反电荷的QCS与HADA纳米纤维通过静电作用、氢键和阳离子-π相互作用快速交联，实现双重止血：一方面纤维网络密度增加形成物理屏障，15秒内即可阻挡90%血液渗透；另一方面捕获循环中的红细胞和血小板，加速血栓形成。界面粘附实验表明，材料与组织间的粘附强度达28.5 kPa，显著高于普通纱布的3.2 kPa。

【性能比较评估】
在兔股动脉截断模型中，QCS/HADA@gauze止血时间仅45±8秒，失血量1.2±0.3 g，优于Combat Gauze?的98±12秒和2.8±0.5 g。体外凝血实验显示其凝血指数(BCI)比棉纱降低62%，血小板吸附量增加3倍。抗菌测试对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率均超过99%。

【生物安全性】
溶血率<1.5%，细胞存活率>95%，表明材料具有优良的血液相容性和细胞相容性。通过NaCl溶液可轻松移除材料，残留检测显示纳米纤维清除率>98%，避免传统止血粉剂的远端栓塞风险。

这项研究开创性地将电荷互补原理应用于止血材料设计，QCS/HADA@gauze通过"纤维间交联"和"组织粘附"双机制协同作用，实现了较传统材料突破性的止血性能提升。其创新性体现在：首次将HADA与QCS纳米纤维复合，利用生物大分子间的多重相互作用实现快速止血；开发出可逆粘附界面，既保证术中牢固贴合又便于术后移除；材料兼具抗菌功能且不干扰正常凝血通路。该成果不仅为创伤急救提供了更优解决方案，其"电荷触发交联"的设计思路更为功能性医用敷料开发提供了新范式。正如通讯作者Xun Sun和Yan Fang在讨论部分强调的，这种模块化设计策略可拓展应用于其他生物材料领域，具有广阔的临床转化前景。