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  出血是外傷死亡的主要原因，因為大量失血通常會導致嚴重的并發癥，包括低血壓和多器官功能障礙。大多數死亡發生在創傷性損傷后的最初一個小時內，因為出血控制對時間極為敏感，創傷護理的“黃金時間”概念就說明了這一點。在現代戰爭中，軍人受到的傷害通常是槍支或爆炸裝置等造成的貫穿傷，傳統的止血材料通常難以應對此類傷口導致的不可按壓出血，且不可按壓出血在日常生活中也很常見，占出血的30-40%。因此，快速有效地控制致死性不可按壓出血（如內臟或高壓動脈出血）至關重要。

  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脈出血的傷口，因為它們無法進入深層出血部位，而傳統的止血粉不能形成穩定的止血屏障，甚至會在血液中溶解，因此無法控制動脈出血。粘性水凝膠可以作為物理屏障粘附在出血的傷口上。然而，大多數商業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、與組織的機械匹配性差等。此外，血液通常會削弱水凝膠和組織之間的粘附力，導致水凝膠的止血效果受到影響。他們近年來報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)，通過促凝血和膨脹封堵協同作用，可快速停止不可按壓出血。但這些晶膠無法進入隱蔽的出血部位，對具有細小溝壑或空洞的復雜傷口空腔可能無效。此外，可膨脹止血劑的過度膨脹可能撕裂傷口，導致繼發性出血。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并迅速止血，特別是對于戰場上或其它地方造成的形狀不規則、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隊將水凝膠粘合劑的特性與自膨脹/自推進的特性結合起來，開發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異的抗菌和促凝血性能、快速自膨脹/自推進性能以及良好的濕組織粘附性，可快速控制豬鎖骨下動脈靜脈完全橫斷出血。

一、可注射自膨脹/自推進水凝膠粘合劑的制備

圖1. 可注射自膨脹/自推進水凝膠粘合劑的制備

二、可注射自膨脹/自推進水凝膠的自膨脹/自推進性能

圖2. 可注射自膨脹/自推進水凝膠的自膨脹/自推進性能

三、可注射自膨脹/自推進水凝膠的粘附性能

圖3. 可注射自膨脹/自推進水凝膠的粘附性能

四、可注射自膨脹/自推進水凝膠的體外促凝血性能

圖4. 可注射自膨脹/自推進水凝膠的體外促凝血性能

五、可注射自膨脹/自推進水凝膠的體內止血性能

  總而言之，他們以CO₂發泡和席夫堿交聯為基礎，研制了一系列可注射、可降解、自膨脹/自推進的抗氧化、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、大鼠股動脈出血模型、豬鎖骨下動靜脈完全橫斷出血模型中均展現出良好的止血能力。

  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”為題發表在《Advanced Materials》上。西安交通大學材料學院趙鑫副教授和前沿科學技術研究院博士生黃穎為文章的共同第一作者，西安交通大學前沿科學技術研究院郭保林教授為論文通訊作者，西安交通大學材料學院憨勇教授、西安交大一附院尹戰海教授和西北工業大學航空學院黃河源副研究員參與了該項研究工作。該工作得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、陜西省自然科學基金、金屬材料強度國家重點實驗室和中央高校特色發展引導基金和中國博士后基金的共同資助。

通訊作者簡介

  郭保林，博士，教授，博士生導師，國家級青年人才計劃入選者，陜西省杰出青年基金獲得者，愛思唯爾中國高被引學者，西安交通大學青年拔尖計劃人才A類入選者。2011年從瑞典皇家理工學院（KTH）獲得高分子材料學博士學位，師從瑞典皇家工程院院士Ann-Christine Albertsson教授。主要從事生物醫用高分子材料的研究，具體研究方向包括可降解導電高分子材料、多功能水凝膠、組織工程支架與再生醫學、藥物控制釋放體系、皮膚敷料、止血材料、可穿戴器件等。已經以第一/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等國際期刊發表論文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75。授權/申請發明專利12項，目前主持省部級科研項目10項，包括國家重點研發課題1項、國家自然科學基金委項目4項。獲陜西省高等學校科學研究優秀成果獎一等獎（第一完成人）和美國化學會Chemistry of Materials Lectureship Award；任國家自然科學基金委函評專家和中國生物學會血液凈化分會委員。任ACS Biomaterials Science and Engineering、Nanomaterials、Materials、Nano-Micro Letters編委。