Bio-road生物医用材料研发团队再次在《Bioactive materials》期刊上发表有关快速止血新材料研究成果

近日，我院Bio-road生物医用材料研发团队在材料领域知名期刊《Bioactive materials》（影响因子：8.724）上发表题为“Magnetic feld-mediated Janus particles with sustained driving capability for severe bleeding control in perforating and inflected wounds”（一种用于控制贯穿及弯曲创口大出血的磁介导Janus止血粒子）的研究论文（DOI: 10.1016/j.bioactmat.2021.05.006）。该成果报道了一种利用磁力靶向介导能力驱动止血微粒深入伤口，通过酸碱反应产生气泡实现微粒自分散充分覆盖出血点，从而在隐蔽复杂的出血位点原位诱发“凝血瀑布”实现由内至外的立体式止血策略。

在意外事故急救时，快速安全地控制住贯穿型和弯曲创口大出血对于挽救生命至关重要。然而，现有的止血材料囿于自身形态性能限制，难以及时深入出血伤口触及出血点以发挥出自身凝血效力，无法实现对于复杂创口大出血的有效控制。因此，针对贯穿型和弯曲创口大出血，设计系统化的止血策略网络，创建智能化的凝血药物动力载送结构，构筑功能化的凝血响应界面，从而获得一种具有靶向驱动功能的可生物降解高效止血材料，对于为生物医用材料科学研究提供高价值的应用研究依据具有重大现实意义。

图1 磁介导驱动功能化Janus微粒载体的制备及结构

目前，许多研究对于伤口出血的控制策略聚焦于出血伤口表面封盖，力图利用止血材料在其与出血伤口表面之间形成凝血栓塞以实现出血控制，然而往往因为凝血过程无法涉及深型和复杂型出血腔导致控制失败。该研究针对贯穿型和弯曲型出血创口，首次提出一种磁介导驱动止血粒子深入出血腔体，在隐蔽复杂的出血位点原位诱发“凝血瀑布”实现由内至外的立体式止血策略。在该研究中，通过单向生长法在具有高表面负电位微孔淀粉单侧生长磁性纳米Fe₂O₃聚集体构建得到具有磁介导驱动功能的Janus微粒载体，负载固定凝血酶及碳酸氢钠后复合质子化氨甲环酸可获得具有自分散功能的止血粒子。

图2 Janus微粒载体在体外血液流动模型中的磁驱动性能

图3 Janus止血粒子的制备及其自分散性能

在实施止血控制时，该止血粒子首先在外加磁场控制下深入伤口出血点。到达出血腔深处后，该止血粒子中碳酸氢钠壳层与质子化氨甲环酸在血液中迅速反应立即生成CO₂气泡。借助气泡驱动力，可实现载药微孔淀粉向伤口深处出血点的快速扩散以充分覆盖出血点，借助其自身凝血机制原位诱发“凝血瀑布”效应，促进凝血栓塞在伤口内部快速形成，从而完成在伤口深处实现“立体式”止血。该工作为止血材料领域中设计定向功能化结构，构建载送药物驱动力模型及研发快速有效止血材料提供了可靠的依据和新的思路。

图4 “V”型深伤口及“J”型弯曲伤口出血模型

西南大学桑蚕纺织与生物质科学学院2019级硕士研究生李庆为本文第一作者，桑蚕纺织与生物质科学学院胡恩岭副教授为共同第一作者，蓝广芊副教授为本文通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和中央高校基本科研基金的资助。

Bio-road研发团队一直专注于伤口止血用与创伤愈合用生物材料的研究，近三年课题组成员共主持包括国防项目，国家自然科学基金，重庆市科技攻关项目，重庆市自然科学基金在内的10余项科研项目。在Advanced Functional Materials、Bioactive materials、ACS Applied Materials & Interfaces、Carbohydrate Polymers等杂志上发表高水平SCI论文40余篇；已申请国家发明专利30项，其中已授权6项。

本研究成果原文链接：https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2021.05.006

审稿人：蓝广芊

撰稿人：余堃、李庆