近日,西安交通大学前沿院教授郭保林团队成功研制出一种超快速自凝胶、自膨胀、自推进、高粘附的促凝止血粉末,该粉末在接触血液2秒内快速凝胶化。该成果不仅为解决不可按压大出血这一世界性难题提供了一种极富前景的创新性解决方案,其“粉末-凝胶-自膨胀”的新型转化策略,更为下一代便携式、自适应、多功能急救止血材料的开发开辟了新方向。该成果发表于《自然·通讯》。
不可按压出血是严重创伤中可预防性死亡的首要原因。在深部躯干或交界区域(如腹股沟、腋窝),由于伤口解剖位置复杂、无法实施有效压迫,常规止血手段往往失效,导致极高的死亡率。现有临床前沿的可注射膨胀止血材料,如美国军方采用的压缩纤维素海绵和原位发泡制剂,虽能通过物理膨胀堵塞伤腔,但仍存在显著局限:压缩纤维素海绵缺乏主动的生化促凝功能,且其移除过程复杂;原位发泡制剂则操作繁琐,对使用者的专业性要求高,误用风险大。这些材料的共同短板在于,其止血机制相对单一(主要依赖物理堵塞),难以在面临大量、活跃的动脉出血时实现快速、牢固的止血密封。
针对上述挑战,并基于课题组在可注射、可膨胀止血材料方面的长期积累,团队提出了全新的材料设计范式:将“便携粉末的储存稳定性”、“液态材料的渗透与贴合性”以及“固态凝胶的强韧粘附性”三者优势合而为一。
该粉末以聚乙烯亚胺和聚丙烯酸形成的超快物理交联网络为核心,引入多巴胺修饰的蒙脱土以显著增强湿态组织粘附力。更关键的是,创新性地将质子化氨甲环酸与碳酸钠组成的发泡体系集成于粉末中,使其在接触血液的瞬间(2秒内)快速凝胶化,更能通过持续的酸碱反应释放二氧化碳气体,驱动材料实现高达400%的体积膨胀和自主推进,从而主动填充并封闭不规则深部出血位点。
止血粉末的制备、应用及作用机制示意图。西安交通大学供图
在系统性的动物实验中,该止血粉末展现了颠覆性的止血效能。最为突出的成果出现在与临床最为接近的猪致死性锁骨下动静脉完全离断不可按压出血模型中,与需要持续手工压迫的医用纱布对照组相比,优化后的止血粉末在无需任何额外压迫的情况下,将失血量降低了98%,从591.7毫升降至11.7毫升,并将止血时间缩短了96%,从33分钟缩短至1分12秒,所有实验猪均存活。其综合性能也超越了压缩纤维素海绵。此外,该粉末还具备优异的抗菌性、生物相容性,并能促进皮肤切口愈合。
相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41467-026-68683-y
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