南开大学研究团队在止血材料应用研究方面取得研究进展，近日，代表性的成果以“Microchannelled alkylated chitosan sponge to treat noncompressible hemorrhages and facilitate wound healing”为题，在线发表于Nature communications杂志上。
由于战争、手术和意外伤害导致的过度失血容易引起伤者低血压和多器官衰竭，甚至死亡。对于贯穿伤和动脉破裂等伤口的快速高效止血至关重要。传统的止血材料容易被流动的血液冲出伤口而无法及时阻止深度和不可压缩贯穿伤口的严重出血。在紧急情况下，人为按压止血是非常不便的，伤员很难完成自救。因此，迫切需要开发形状记忆止血材料。目前已经开发的形状记忆止血材料存在一定的局限性：如不可降解、孔连通性差、吸血能力低、促凝活性和抗菌活性弱等。通过调控材料孔隙结构的同时进行活性修饰，有望改善止血材料的这些缺点。
团队成员结合3D打印微米纤维模板沥滤、冷冻干燥和表面活性修饰等技术，构建了具有高度连通微通道结构的烷基化壳聚糖止血海绵（MACS）（图1），与临床上使用的纱布、明胶海绵、CELOX™和CELOX™等止血材料相比，MACS在大鼠和猪致命性肝脏非压迫性贯穿伤止血方面具有更强的促凝血和止血能力，同时能够快速地恢复形状，无需按压即可止血（图2）。MACS海绵对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有显著抑菌活性，在大鼠肝脏缺损模型中能够原位促进肝实质细胞浸润、血管化和组织整合（图2）。总之，MACS在治疗致命性贯穿伤出血、非压迫性止血和促进伤口愈合方面具有很好的临床转化潜力。
图1 微通道结构烷基化壳聚糖海绵制备工艺。A，MACS制备流程示意图；B，体式图片依次显示PLA纤维模板，PLA纤维模板/CS海绵复合物，微通道CS海绵，烷基化微通道CS海绵材料
图2 MACS海绵抗菌止血示意图。A， MACS海绵抗菌机理示意图；B， MACS海绵止血机理示意图；C，D，MACS海绵在大鼠肝脏非压迫性贯穿伤和猪肝脏非压迫性贯穿伤止血示意图
南开大学生命科学学院王连永研究员、孔德领教授和朱美峰研究员为本文的共同通讯作者，南开大学2018级博士研究生杜欣辰为本文的第一作者。该工作得到国家重点研发计划项目(2016YFC1101304)、科技部重点研发计划项目(2017YFC1103500)以及国家自然科学基金项目(31670990, 81921004, 81972063)的支持。
参考文献
Du, X., Wu, L., Yan, H. et al. Microchannelled alkylated chitosan sponge to treat noncompressible hemorrhages and facilitate wound healing. Nat Commun 12, 4733 (2021).
https://doi.org/10.1038/s41467-021-24972-2