综述:当前止血领域的挑战与颗粒辅助止血装置的进展
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时间:2025年10月07日
来源:Advanced Healthcare Materials 9.6
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本综述系统探讨了止血敷料技术的最新进展与挑战,重点介绍了微纳颗粒集成系统在创伤救治中的创新应用。文章深入分析了传统敷料在延迟激活、生物相容性等方面的局限性,并强调仿生方法和纳米工程策略如何通过调控凝血因子(如FXII)、血小板聚集和纤维蛋白形成等关键通路,开发出具有快速止血(hemostasis)、抗菌(antibacterial)和组织再生(tissue regeneration)功能的多功能伤口装置(HWDs),为下一代止血材料的临床转化提供重要见解。
不可控制的出血是创伤患者死亡的主要原因之一,尤其在院前环境中。迅速有效的止血不仅能挽救生命,还能通过减少低血容量性休克、器官功能障碍等并发症改善患者预后。传统的止血敷料存在激活延迟、在复杂条件下性能不足以及生物相容性问题等局限,促使研究人员开发新型止血材料。
止血可通过物理、手术和药物方法实现。物理方法如止血带能快速稳定伤情,但存在远端缺血、血管损伤等风险;手术干预如血管夹闭和修复是严重出血的最终解决方案,但需要专业人员和设备;药物方法包括全身性干预如氨甲环酸(TXA),通过抗纤维蛋白溶解作用稳定血凝块。此外,局部止血剂如壳聚糖和高岭土基产品正成为战场医学和院前护理的关键工具。
皮肤作为人体最大的器官,是防止微生物入侵和物理损伤的主要屏障。伤口愈合包括四个阶段:止血、炎症、增殖和重塑。传统敷料通常缺乏支持关键愈合阶段的生物活性,尤其在处理深度创伤伤口时,可能无法有效控制出血或完全恢复皮肤功能。
理想的HWDs应具备快速止血、保持湿润环境、防止细菌污染、促进新血管生成和支持组织再生等特性。此外,它们必须无菌、无创、无毒、无过敏原且成本低廉。然而,平衡这些特性,尤其是在各种伤口类型中,仍是一个重大挑战。
传统的被动敷料如无菌纱布和绷带,通过吸收渗出液和提供保护来管理伤口。活性敷料如藻酸盐基敷料,由于其高钙/钠离子含量而具有一定的止血效果。然而,这些敷料需要频繁更换,且不适用于大量出血或坏死组织的伤口。
微米和纳米颗粒集成系统通过提供高比表面积和可调节的表面化学,实现了止血剂在空间和时间上的精准递送。沸石基敷料(如QuikClot)通过吸附水分和浓缩凝血因子促进凝血,但可能引起放热反应;高岭土基敷料则无热损伤风险,并通过激活FXII启动内在凝血途径。复合颗粒系统,如负载锌和钙的藻酸盐 hydrogel,显示出优异的止血效率和生物相容性。
纳米复合材料如海泡石-银纳米粒子表现出显著的止血和抗菌性能。微胶囊系统通过层-by-layer自组装制备,能够负载生长因子(如VEGF)和药物,实现可控释放,促进血管生成和组织修复。这些系统在动物模型中显著减少出血时间和血液损失,并展示出良好的生物相容性和低细胞毒性。
微孔海绵因其快速吸收血液、促进凝血和提供物理屏障的能力而成为止血应用的创新材料。例如,明胶-高岭土海绵在肝和股动脉模型中显著缩短止血时间并减少血液损失。负载植物提取物(如< i>Bletilla striata)的海绵还表现出抗菌和抗炎特性,加速伤口愈合。
多功能水凝胶作为先进的伤口护理平台,以其可调节的物理特性、生物相容性和模拟细胞外基质的能力脱颖而出。例如,基于壳聚糖的水凝胶表现出高拉伸性、血液吸收能力和强粘附性,确保在动态条件下快速止血。这些水凝胶还整合了抗菌和抗氧化性能,支持组织再生。
刺激响应性敷料能对内部或外部触发器(如pH变化、温度、光或磁场)做出反应,实现智能药物释放。磁导止血系统使用微孔淀粉颗粒和氧化铁在磁场指导下靶向复杂出血伤口;光响应材料通过UV-Vis照射控制肝素中和剂的释放,实现时空控制的止血。
止血敷料领域的发展虽显著,但实现快速、可靠和安全的出血控制仍是挑战。未来的研究应专注于可编程材料、递送平台、集成生物传感和翻译可扩展性,通过精密、适应性和全球可及性定义新一代止血技术。颗粒辅助止血装置和先进材料创新有望彻底改变创伤护理,最终拯救无数生命。
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