出血是外伤死亡的主要原因，因为大量失血通常会导致严重的并发症，包括低血压和多器官功能障碍。大多数死亡发生在创伤性损伤后的最初一个小时内，因为出血控制对时间极为敏感，创伤护理的“黄金时间”概念就说明了这一点。在现代战争中，军人受到的伤害通常是枪支或爆炸装置等造成的贯穿伤，传统的止血材料通常难以应对此类伤口导致的不可按压出血，且不可按压出血在日常生活中也很常见，占出血的30-40%。因此，快速有效地控制致死性不可按压出血（如内脏或高压动脉出血）至关重要。

  目前止血材料的主要类型包括纱布、海绵、粉末和水凝胶。但是，纱布和海绵难以用于不可按压动脉出血的伤口，因为它们无法进入深层出血部位，而传统的止血粉不能形成稳定的止血屏障，甚至会在血液中溶解，因此无法控制动脉出血。粘性水凝胶可以作为物理屏障粘附在出血的伤口上。然而，大多数商业生物粘合剂都有局限性，包括粘合缓慢、粘合力弱、生物相容性差、与组织的机械匹配性差等。此外，血液通常会削弱水凝胶和组织之间的粘附力，导致水凝胶的止血效果受到影响。他们近年来报道了一系列可注射晶胶（Nature Communications 2018, 9: 2784；Nature Reviews Chemistry 2021, 5, 773-791；National Science Review 2022, 9 (11), nwac162)，通过促凝血和膨胀封堵协同作用，可快速停止不可按压出血。但这些晶胶无法进入隐蔽的出血部位，对具有细小沟壑或空洞的复杂伤口空腔可能无效。此外，可膨胀止血剂的过度膨胀可能撕裂伤口，导致继发性出血。因此，迫切需要一种新型的水凝胶生物粘合剂，它可以克服这些缺点并迅速止血，特别是对于战场上或其它地方造成的形状不规则、致死和/或不可按压的深度伤口。

  鉴于此，西交大郭保林教授及憨勇教授团队将水凝胶粘合剂的特性与自膨胀/自推进的特性结合起来，开发了一种可注射可降解的席夫碱水凝胶生物粘合剂。该生物胶粘剂具有优异的抗菌和促凝血性能、快速自膨胀/自推进性能以及良好的湿组织粘附性，可快速控制猪锁骨下动脉静脉完全横断出血。

一、可注射自膨胀/自推进水凝胶粘合剂的制备

图1. 可注射自膨胀/自推进水凝胶粘合剂的制备

二、可注射自膨胀/自推进水凝胶的自膨胀/自推进性能

图2. 可注射自膨胀/自推进水凝胶的自膨胀/自推进性能

三、可注射自膨胀/自推进水凝胶的粘附性能

图3. 可注射自膨胀/自推进水凝胶的粘附性能

四、可注射自膨胀/自推进水凝胶的体外促凝血性能

图4. 可注射自膨胀/自推进水凝胶的体外促凝血性能

五、可注射自膨胀/自推进水凝胶的体内止血性能

  总而言之，他们以CO₂发泡和席夫碱交联为基础，研制了一系列可注射、可降解、自膨胀/自推进的抗氧化、抗菌水凝胶胶粘合剂，并在大鼠肝脏出血模型、兔肝脏体积缺损出血模型、盲视野兔腹部器官切口出血模型、大鼠股动脉出血模型、猪锁骨下动静脉完全横断出血模型中均展现出良好的止血能力。

  以上研究成果近期以“Injectable Self-expanding/Self-propelling Hydrogel Adhesive with Procoagulant Activity and Rapid Gelation for Lethal Massive Hemorrhage Management”为题发表在《Advanced Materials》上。西安交通大学材料学院赵鑫副教授和前沿科学技术研究院博士生黄颖为文章的共同第一作者，西安交通大学前沿科学技术研究院郭保林教授为论文通讯作者，西安交通大学材料学院憨勇教授、西安交大一附院尹战海教授和西北工业大学航空学院黄河源副研究员参与了该项研究工作。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、陕西省自然科学基金、金属材料强度国家重点实验室和中央高校特色发展引导基金和中国博士后基金的共同资助。

通讯作者简介

  郭保林，博士，教授，博士生导师，国家级青年人才计划入选者，陕西省杰出青年基金获得者，爱思唯尔中国高被引学者，西安交通大学青年拔尖计划人才A类入选者。2011年从瑞典皇家理工学院（KTH）获得高分子材料学博士学位，师从瑞典皇家工程院院士Ann-Christine Albertsson教授。主要从事生物医用高分子材料的研究，具体研究方向包括可降解导电高分子材料、多功能水凝胶、组织工程支架与再生医学、药物控制释放体系、皮肤敷料、止血材料、可穿戴器件等。已经以第一/通讯作者在Nature Reviews Chemistry, Nature Protocols, Nature Communications, Progress in Polymer Science, National Science Review, Advanced Materials, Advanced Functional Materials, ACS Nano, Nano Today, Biomaterials等国际期刊发表论文140余篇，其中影响因子大于10的论文70余篇，ESI高被引论文30余篇, 单篇最高引用1200余次，SCI引用22000余次，H指数75。授权/申请发明专利12项，目前主持省部级科研项目10项，包括国家重点研发课题1项、国家自然科学基金委项目4项。获陕西省高等学校科学研究优秀成果奖一等奖（第一完成人）和美国化学会Chemistry of Materials Lectureship Award；任国家自然科学基金委函评专家和中国生物学会血液净化分会委员。任ACS Biomaterials Science and Engineering、Nanomaterials、Materials、Nano-Micro Letters编委。