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  出血是外傷死亡的主要原因，因?yàn)榇罅渴аǔ?huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的并發(fā)癥，包括低血壓和多器官功能障礙。大多數(shù)死亡發(fā)生在創(chuàng)傷性損傷后的最初一個(gè)小時(shí)內(nèi)，因?yàn)槌鲅刂茖?duì)時(shí)間極為敏感，創(chuàng)傷護(hù)理的“黃金時(shí)間”概念就說(shuō)明了這一點(diǎn)。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，軍人受到的傷害通常是槍支或爆炸裝置等造成的貫穿傷，傳統(tǒng)的止血材料通常難以應(yīng)對(duì)此類傷口導(dǎo)致的不可按壓出血，且不可按壓出血在日常生活中也很常見(jiàn)，占出血的30-40%。因此，快速有效地控制致死性不可按壓出血（如內(nèi)臟或高壓動(dòng)脈出血）至關(guān)重要。

  目前止血材料的主要類型包括紗布、海綿、粉末和水凝膠。但是，紗布和海綿難以用于不可按壓動(dòng)脈出血的傷口，因?yàn)樗鼈儫o(wú)法進(jìn)入深層出血部位，而傳統(tǒng)的止血粉不能形成穩(wěn)定的止血屏障，甚至?xí)谘褐腥芙�，因此無(wú)法控制動(dòng)脈出血。粘性水凝膠可以作為物理屏障粘附在出血的傷口上。然而，大多數(shù)商業(yè)生物粘合劑都有局限性，包括粘合緩慢、粘合力弱、生物相容性差、與組織的機(jī)械匹配性差等。此外，血液通常會(huì)削弱水凝膠和組織之間的粘附力，導(dǎo)致水凝膠的止血效果受到影響。他們近年來(lái)報(bào)道了一系列可注射晶膠（Nature Communications 2018, 9: 2784；Nature Reviews Chemistry 2021, 5, 773-791；National Science Review 2022, 9 (11), nwac162)，通過(guò)促凝血和膨脹封堵協(xié)同作用，可快速停止不可按壓出血。但這些晶膠無(wú)法進(jìn)入隱蔽的出血部位，對(duì)具有細(xì)小溝壑或空洞的復(fù)雜傷口空腔可能無(wú)效。此外，可膨脹止血?jiǎng)┑倪^(guò)度膨脹可能撕裂傷口，導(dǎo)致繼發(fā)性出血。因此，迫切需要一種新型的水凝膠生物粘合劑，它可以克服這些缺點(diǎn)并迅速止血，特別是對(duì)于戰(zhàn)場(chǎng)上或其它地方造成的形狀不規(guī)則、致死和/或不可按壓的深度傷口。

  鑒于此，西交大郭保林教授及憨勇教授團(tuán)隊(duì)將水凝膠粘合劑的特性與自膨脹/自推進(jìn)的特性結(jié)合起來(lái)，開(kāi)發(fā)了一種可注射可降解的席夫堿水凝膠生物粘合劑。該生物膠粘劑具有優(yōu)異的抗菌和促凝血性能、快速自膨脹/自推進(jìn)性能以及良好的濕組織粘附性，可快速控制豬鎖骨下動(dòng)脈靜脈完全橫斷出血。

一、可注射自膨脹/自推進(jìn)水凝膠粘合劑的制備

圖1. 可注射自膨脹/自推進(jìn)水凝膠粘合劑的制備

二、可注射自膨脹/自推進(jìn)水凝膠的自膨脹/自推進(jìn)性能

圖2. 可注射自膨脹/自推進(jìn)水凝膠的自膨脹/自推進(jìn)性能

三、可注射自膨脹/自推進(jìn)水凝膠的粘附性能

圖3. 可注射自膨脹/自推進(jìn)水凝膠的粘附性能

四、可注射自膨脹/自推進(jìn)水凝膠的體外促凝血性能

圖4. 可注射自膨脹/自推進(jìn)水凝膠的體外促凝血性能

五、可注射自膨脹/自推進(jìn)水凝膠的體內(nèi)止血性能

  總而言之，他們以CO₂發(fā)泡和席夫堿交聯(lián)為基礎(chǔ)，研制了一系列可注射、可降解、自膨脹/自推進(jìn)的抗氧化、抗菌水凝膠膠粘合劑，并在大鼠肝臟出血模型、兔肝臟體積缺損出血模型、盲視野兔腹部器官切口出血模型、大鼠股動(dòng)脈出血模型、豬鎖骨下動(dòng)靜脈完全橫斷出血模型中均展現(xiàn)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”為題發(fā)表在《Advanced Materials》上。西安交通大學(xué)材料學(xué)院趙鑫副教授和前沿科學(xué)技術(shù)研究院博士生黃穎為文章的共同第一作者，西安交通大學(xué)前沿科學(xué)技術(shù)研究院郭保林教授為論文通訊作者，西安交通大學(xué)材料學(xué)院憨勇教授、西安交大一附院尹戰(zhàn)海教授和西北工業(yè)大學(xué)航空學(xué)院黃河源副研究員參與了該項(xiàng)研究工作。該工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、陜西省自然科學(xué)基金、金屬材料強(qiáng)度國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和中央高校特色發(fā)展引導(dǎo)基金和中國(guó)博士后基金的共同資助。

通訊作者簡(jiǎn)介

  郭保林，博士，教授，博士生導(dǎo)師，國(guó)家級(jí)青年人才計(jì)劃入選者，陜西省杰出青年基金獲得者，愛(ài)思唯爾中國(guó)高被引學(xué)者，西安交通大學(xué)青年拔尖計(jì)劃人才A類入選者。2011年從瑞典皇家理工學(xué)院（KTH）獲得高分子材料學(xué)博士學(xué)位，師從瑞典皇家工程院院士Ann-Christine Albertsson教授。主要從事生物醫(yī)用高分子材料的研究，具體研究方向包括可降解導(dǎo)電高分子材料、多功能水凝膠、組織工程支架與再生醫(yī)學(xué)、藥物控制釋放體系、皮膚敷料、止血材料、可穿戴器件等。已經(jīng)以第一/通訊作者在Nature Reviews Chemistry, Nature Protocols, Nature Communications, Progress in Polymer Science, National Science Review, Advanced Materials, Advanced Functional Materials, ACS Nano, Nano Today, Biomaterials等國(guó)際期刊發(fā)表論文140余篇，其中影響因子大于10的論文70余篇，ESI高被引論文30余篇, 單篇最高引用1200余次，SCI引用22000余次，H指數(shù)75。授權(quán)/申請(qǐng)發(fā)明專利12項(xiàng)，目前主持省部級(jí)科研項(xiàng)目10項(xiàng)，包括國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)課題1項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金委項(xiàng)目4項(xiàng)。獲陜西省高等學(xué)�？茖W(xué)研究?jī)?yōu)秀成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)（第一完成人）和美國(guó)化學(xué)會(huì)Chemistry of Materials Lectureship Award；任國(guó)家自然科學(xué)基金委函評(píng)專家和中國(guó)生物學(xué)會(huì)血液凈化分會(huì)委員。任ACS Biomaterials Science and Engineering、Nanomaterials、Materials、Nano-Micro Letters編委。