碳酸钙(CaCO3)封装纤维蛋白原(Fibrinogen)用于出血控制：自驱动止血微粒的开发与评价

　　本刊推荐：针对战伤难以控制的出血问题，研究人员开发了三种纤维蛋白原(Fibrinogen)封装碳酸钙(CaCO3)微粒的制备方法（水包油包水封装法、沉淀法、气体扩散法）。研究发现沉淀法制备的微粒止血效果最强，封装法制备的微粒自驱动性能最优，为开发新一代具有抗血流冲刷能力的止血材料提供了重要技术路径。

　　

在战场环境中，无法控制的出血仍然是可预防死亡的首要原因，占伤亡总数的60%以上。特别是对于躯干部位的非压迫性出血，传统止血敷料因无法施加有效压力而作用有限。高血流速容易冲走表面止血剂，且解剖位置特殊的伤情使止血操作变得异常困难。尽管粉末状止血剂因其纳米/微米尺寸和良好流动性适用于不规则伤口，但仍面临被血流快速冲走的挑战。

为突破这一瓶颈，科学家们开始研发能够逆血流运动的自驱动微粒。这些微粒通常由凝血酶-碳酸钙(Thrombin-CaCO₃)和质子化氨甲环酸(TXA⁺)组成，通过与血液接触产生CO₂气体推动微粒向出血源移动。然而，创伤中纤维蛋白原(Fibrinogen)的快速消耗严重影响凝血效果，将其封装入CaCO₃微粒中可能显著增强止血效能。

本研究发表在《Military Medicine》杂志，系统比较了三种制备纤维蛋白原封装CaCO₃微粒的方法：水包油包水(W/O/W)封装法、沉淀法和气体扩散法。研究人员通过荧光显微技术验证纤维蛋白原的封装效果，采用旋转血栓弹力测定法(ROTEM)评估止血性能，并通过运动追踪系统量化微粒的自驱动能力。

主要关键技术方法包括：三种微粒制备工艺（W/O/W封装、化学沉淀、气体扩散）；荧光标记与显微成像技术；十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)蛋白质分析；旋转血栓弹力测定法(ROTEM)凝血功能评估；自驱动性能测试体系。使用低纤维蛋白原浓度的人血浆模拟凝血功能障碍条件。

微粒产率和纤维蛋白原含量

水包油包水封装法获得最高产率（27-79%），沉淀法产率中等（26-51%），气体扩散法产率最低（17-37%）。沉淀法实现最高纤维蛋白原封装量（0.0253 mg/mg），加倍碳酸氢钠浓度可进一步提升产率和封装效率。

微粒尺寸和形态

所有方法均制备出10μm以下的微米级微粒。封装法和沉淀法产生球形微粒，气体扩散法则形成不规则形状颗粒。碳酸盐来源显著影响粒径大小，纤维蛋白原的加入使微粒尺寸增大。荧光显微镜显示沉淀法微粒中纤维蛋白原聚集于核心区域，封装法则呈均匀分布。

凝胶电泳分析

SDS-PAGE电泳显示所有微粒样品均存在纤维蛋白原特征条带（α链64kDa，β链56kDa，γ链47kDa），证实成功封装。通过α链条带密度定量，建立纤维蛋白原含量标准曲线。

止血特性

所有含纤维蛋白原的CaCO₃微粒均缩短凝血时间(CT)并提高最大 clot 硬度(MCF)，而对照微粒（无纤维蛋白原）几乎无凝血活性。沉淀法制备的微粒显示最强止血效果（MCF达7mm），封装法和气体扩散法次之。止血效果与微粒尺寸或纤维蛋白原含量无直接关联。

自驱动性能

所有含纤维蛋白原微粒与TXA⁺混合后均表现自驱动能力。封装法制备的微粒响应最快（滞后时间<1.5秒）且推进速度最快，沉淀法微粒自驱动较慢，气体扩散法性能与沉淀法相当。有趣的是，无纤维蛋白原的对照微粒反而显示最短滞后时间和最快速度。

研究结论表明，三种方法均可有效制备具有止血功能和自驱动能力的纤维蛋白原封装CaCO₃微粒。沉淀法在止血效能方面表现突出，而封装法在自驱动性能上更具优势。这种技术平台允许共封装多种凝血因子，在干燥状态下保持稳定，仅在接触血液时激活，实现协同止血效应。此外，还可整合抗菌剂或伤口愈合因子，拓展感染预防和组织修复功能。

讨论部分强调，这是首次通过多种方法将大分子凝血因子纤维蛋白原成功封装入CaCO₃微囊并保持其生物活性。碳酸盐类型影响蛋白质封装效率和结构稳定性，而蛋白质存在又反作用于CaCO₃成核速率和晶体形成。自驱动特性未因纤维蛋白原封装而减弱，甚至优于先前报道的吸附法制备微粒。CaCO₃的生物相容性和可降解性为其提供了临床转化潜力，但免疫原性和血栓形成风险仍需进一步评估。

该研究为开发新一代智能止血材料奠定了坚实基础，特别适用于战场环境、院前急救和无法实施压迫止血的特殊临床场景。未来研究将聚焦于配方优化、大规模生产、长期稳定性评估以及大型动物出血模型验证，最终实现向临床应用的转化。