一.止血难题:传统方法不够用?
随着止血技术的不断突破,诸多宏观止血剂能利用自身结构黏附或填充伤口从而实现超快止血,但是它们对易拆卸、抗伤口粘连等协同的术后护理需求仍束手无策。微纳尺度的材料虽能通过构筑适配伤口微结构的血凝块实现更加精准和动态的止血,但仅能“按程序”结合有限种类的细胞或蛋白,这让凝血速度和血凝块动态性大打折扣。如何让材料像人体血小板一样灵活并加速凝血,成为了亟待解决的难题。
二.血小板启发的微纳颗粒:“学会”并“超越”血小板的功能
这项替代血小板的颗粒材料有多强?
1. 像乐高一样自由组装:替代血小板的颗粒通过超分子力“拼装”成贴片、涂层等形态,适配不同止血场景。
2. 遇水秒变“止血战士”:接触血液后,颗粒瞬间释放,与血细胞、血浆蛋白动态结合,形成自愈合血凝块。
3. 45秒超快止血:在抗凝猪实验中,肝脏出血45秒止住,动脉出血60秒搞定,止血后轻松拆卸,无二次出血和术后粘连!对比传统止血材料,止血时间和失血量分别缩短80%和85%。
为何能超越血小板?
图1. 血小板启发的颗粒材料通过水触发可快速释放内部的替代血小板的颗粒并组装蛋白、细胞和组织从而实现高效安全的止血。
三.替代血小板的颗粒的四大亮点:“超越”血小板的本领如何炼成?
1. 可调节的超分子修饰:像乐高一样自由组装和拆卸
图2. 血小板启发的超分子颗粒的可加工和湿响应释放特性。
2. 即时凝血和自愈能力:超越“血小板”的凝血速度和动态性
图3. 血小板启发的颗粒贴片的体外凝血性能
3.血凝块的多尺度动态结构:红细胞“砌墙”,白蛋白“搭桥”
图4. 替代血小板的颗粒与细胞和蛋白组装的多尺度动态结构
4.即时黏附湿组织微结构:如“天然血凝块”那般无缝贴合
图5. 血小板启发的颗粒贴片的湿组织黏附性能
四.血小板启发的颗粒贴片的应用示例
1.超快止血和按需拆卸
图6. 血小板启发的颗粒贴片在抗凝猪上的止血性能
2.术后抗粘连:伤口护理的额外优势
图7. 血小板启发的颗粒贴片的抗术后粘连性能
五.机制揭秘:血小板启发的颗粒贴片的止血、拆卸和抗粘连
图8. 血小板启发的颗粒贴片的止血和抗粘连机制
六.未来应用:创伤急救、手术台的新希望
这项研究设计了一种释放替代血小板的纳米颗粒的多尺度超分子材料,其具有模拟血小板的微结构和超越血小板的非特异性结合细胞和蛋白的能力,从而即时地构筑具有多层级结构的自愈合血凝块,这为满足快速、动态等多元化止血需求提供了新的解决方案。
同时,团队已授权两项国家发明专利并正推进这种材料的临床转化,在未来其或将作为战地急救包,对大动脉出血实现一贴即止;作为止血快、易拆卸的外科手术神器,从此告别术后粘连并发症;或作为户外运动、日常创伤的“救命贴”。
原文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202422686
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