不可按压出血是战场和创伤急救中可预防性死亡的首要原因。然而在紧急救治中，传统止血材料如纱布、海绵等通常依赖于物理压迫来实现止血，在深部、不规则且无法加压的致命性不可按压出血中其效力常显不足，这一局限性因此成为制约战场及日常紧急创伤救治效率的关键瓶颈。开发能够快速自适应填充复杂创腔、主动推进并高效促凝的便携式止血材料，一直是战场与院前急救材料领域的重大挑战之一。

  近期，西安交通大学前沿科学技术研究院郭保林教授与西安交通大学口腔医（学）院李勐副研究员团队将多巴胺修饰的蒙脱土（PDA-MMT）引入到具有超快速自凝胶与湿粘附特性的聚乙烯亚胺/聚丙烯酸（PEI/PAA）粉末基质中；并通过引入基于质子化氨甲环酸（TXA-NH??）与碳酸钠（Na?CO?）的原位发泡体系，成功构建了一种集超快速自凝胶、自膨胀、自推进、高湿粘附与促凝功能于一体的便携式止血粉末（PP/PT5-TXA30）。

  该工作以“Ultra-fast self-gelling self-expanding self-propelling high-adhesion procoagulant hemostatic powder for non-compressible hemorrhage hemostasis in pigs”为题发表于《Nature Communications》。文章第一作者是西安交通大学的硕士生黄晟飞和西安交通大学口腔医（学）院副研究员李勐。该研究得到了国家自然科学基金等项目的支持。

  该材料在接触血液时触发三重协同机制：物理交联网络瞬间（2秒内）形成强粘附水凝胶屏障；酸碱反应持续产生二氧化碳气体，驱动材料在5秒内体积膨胀400%，实现自推进与对不规则伤腔的自适应填充；同时，释放的氨甲环酸发挥抗纤溶作用，协同材料表面特性高效激活凝血级联反应（图1）。实验表明，该止血粉末在从大鼠、兔到猪的一系列逐级升级的致死性不可按压出血模型（包括肝脏缺损、股动脉及锁骨下动静脉完全离断等）中，均展现出碾压性的止血效能。在最具挑战性的猪锁骨下动静脉完全离断模型中，相较于需要手工加压的医用纱布对照组，该材料将失血量降低了98%，止血时间缩短了96%，并实现了100%的存活率（图2）。这项工作创造性地将“粉末的便携稳定性”、“液体的渗透与顺应性”以及“凝胶的强粘附密封性”三重优势相结合，为深部、复杂、无法加压的致命性不可按压大出血的院前与战场急救提供了突破性的解决方案。

图1. 止血粉末的制备、应用及作用机制示意图。本图展示了具有增强凝血功能的快速自凝胶、自膨胀、自推进及高粘附性止血粉末的制备示意图，以及将该粉末注射至猪锁骨下动脉/静脉横断出血模型的应用流程图，并附有其相应的促凝血与粘附机制示意图。

图2.猪锁骨下动脉与静脉完全横断所致不可按压出血的止血效果。a) 在致命的、猪锁骨下动脉与静脉完全横断不可按压出血模型中，应用可注射超快速自凝胶、自膨胀、自推进粉末止血装置的示意图。采用纱布填塞并辅以手工压迫作为对照组。在猪锁骨下区建立的致命性动脉/静脉完全横断不可按压出血模型中，评估了PP/PT5-TXA30止血粉末的体内止血性能（n = 3）。b) 止血过程与效果展示（比例尺：30 mm）。c) 失血量，d) 止血时间，以及e) 施用时长的定量分析。数据（c, d, e）以均值±标准差表示（n = 3个独立样本）。对（c, d, e）的统计学比较采用双尾Student''''s t检验。**** p < 0.0001。

团队前期相关进展：

  该工作是团队近期面向致死性不可按压大出血救治的创伤急救材料研究的最新进展之一。深部不可按压出血的复杂性与紧急性（如创腔不规则、出血量大且无法加压）对止血材料的快速响应性、深部渗透性与强效密封性提出了多重严苛要求。传统单一机制的止血材料往往难以同时满足这些需求。为此，团队发展了“多机制协同集成”的材料设计策略，系统探索了物理密封、生化促凝与自适应膨胀在止血过程中的协同增强效应（Nature Reviews Chemistry, 2021, 5(11): 773-791；National Science Review, 2022, 9(11): nwac162）。在过去的几年中，团队先后研制了一系列基于冰模板技术的可注射冷冻凝胶，通过形状记忆膨胀与生化因子的协同作用控制非压迫性出血（Nat. Commun. 2018, 9, 2784; Advanced Functional Materials, 2023, 33(31): 2214089; Chem. Mater. 2020, 32, 6595），并系统探索了兼具自膨胀、自推进特性的水凝胶粘合剂在致死性出血中的性能（Adv. Mater. 2024, 36, 2308701）。近期，团队进一步聚焦于提升材料的便携性、稳定性与即时操作性，成功开发了超快速自凝胶止血粉末（Biomaterials, 2025, 315: 122936）。这类粉末材料在干燥状态下稳定易存，遇血时能瞬间凝胶化并膨胀，有效整合了“瞬时液态渗透”与“固态凝胶强度”的优势。以这些研究为基础，团队通过引入气体发泡新机制，实现了材料从“被动吸收填充”到“主动推进渗透”的功能跃升，从而针对最深部、最复杂的不可压迫创腔提供了前所未有的止血解决方案。

团队负责人简介：

  郭保林，博士，二级教授，博士生导师，国家级领军人才，国家级青年人才，陕西省杰出青年基金获得者，爱思唯尔高被引学者，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（Biomacromolecules创刊主编）。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。

  针对战场和日常事故等都会引起大量流血、严重感染及皮肤和肌肉的重度损伤，严重威胁生命和健康的难题，近年来研究团队围绕快速止血、智能抗菌和皮肤、肌肉高效修复这一前沿方向，通过对水凝胶进行化学改性和功能化，提出了快速膨胀水凝胶物理封堵止血策略，实现了对深层次不可按压伤口的快速止血；提出自适应抗菌新策略，实现了耐药菌和生物膜的高效杀灭和清除；开发了抗菌导电抗氧化多功能水凝胶皮肤敷料，并构建了仿生肌肉3D 组织工程支架，实现了对皮肤和肌肉的高效快速修复，为减少战场/事故伤亡和促进组织修复奠定了坚实的基础。

  已经以第一/通讯作者在Nature Reviews Chemistry, Nature Protocols, Nature Communications, Chemical Society Reviews, 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160余篇，其中影响因子大于10的论文80余篇，ESI高被引论文50余篇, 单篇最高引用2700余次，引用44000余次，H指数97。在第一/通讯作者 SCI 论文中，多篇被Materials Today, Advanced Science News, 科技日报头版等国际知名学术新闻网站作为研究亮点评述。授权/申请发明专利16项，目前主持/完成省部级科研项目10项，包括国家重点研发计划课题1项和国家自然科学基金委项目5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(全球每年1人), 任国家自然科学基金委函评专家、中国生物材料学会水凝胶分会常务理事和中国生物学会血液净化分会委员。任 Journal of Renewable Materials 副主编，ACS Biomaterials Science and Engineering、Nanomaterials、Materials、Advanced Fiber Materials 、Nano-Micro Letters期刊(青年)编委。受国家出版基金资助主编专著1部《皮肤组织修复与再生材料》，撰写英文专著2章。

  原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-68683-y