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  近日，西北大學范代娣教授/朱晨輝教授/李陽副教授團隊在《Advanced Materials》發表了題為“A Sprayable Hydrogel Based on Biomimetic Polypeptide-modified Lipid Nanoparticles for Treating Non-compressible Hemorrhaging”的研究論文，模擬天然凝血級聯機制，構建了能夠激活血小板及促進血小板與纖維蛋白交聯的仿生多肽修飾脂質體納米顆粒可噴涂水凝膠，為治療不可壓迫性出血材料的開發提供了新策略。

  軍事和民用環境中嚴重創傷導致的不可壓迫性出血是導致死亡的主要原因，而傳統止血生物材料難以應對此類復雜出血場景。止血過程包括初級止血和次級止血，初級止血涉及血小板的粘附和聚集，從而形成血小板栓塞；次級止血涉及凝血級聯的啟動以及纖維蛋白的交聯，從而在出血部位形成凝血塊。受天然凝血途徑啟發，已有生物材料通過模擬天然凝血過程的不同單一階段實現精準和動態止血，但僅通過模擬單個離散階段無法實現不可壓迫性創面的高效止血。

  針對這一難題，西北大學范代娣教授、朱晨輝教授、李陽副教授團隊開發了一種基于仿生多肽修飾脂質納米顆粒的可噴涂水凝膠。將血小板粘附肽（PAP，序列：GFOGER）和血小板交聯肽（PCP，序列：GGQQLK）通過酰胺反應與磷脂連接后形成磷脂-多肽綴合物，進一步將其與二硬脂酰-sn-甘油-3-磷酸膽堿（DSPC）、膽固醇和二硬脂酰-sn-甘油-3-磷酸-L-絲氨酸（DSPS）混合，通過薄膜水化超聲法制備多肽修飾的脂質體納米顆粒（Polypeptide-modified Lipid Nanoparticles，PLNs），并將其嵌入鈣離子交聯的海藻酸鈉水凝膠中。首先，鈣離子-海藻酸鈉水凝膠噴涂至創面處，血液接觸時迅速誘導膠體網絡形成，封堵傷口實現初步物理止血。繼而，血小板粘附肽PAP加速創傷部位血小板活化，觸發凝血途徑；DSPS和Ca²⁺放大凝血酶生成過程并激活凝血酶原；血小板交聯肽PCP使得PLNs以及粘附有PLNs的血小板能夠與纖維蛋白交聯，從而進一步穩定生成的凝血塊結構。因此，具有表面活性成分修飾的PLNs通過模擬天然凝血級聯途徑，與可噴涂水凝膠協同作用實現不可壓迫創面的快速止血（圖1）。

圖1 PLNs水凝膠實現不可壓迫創面止血機制示意圖

圖2 PLNs可噴霧凝膠的體外凝血效果

  通過體外實驗，以凝血時間和血液凝固指數（BCI）進行凝血能力評估，結果顯示，相對于傳統止血材料，PLNs可噴涂水凝膠具有更強的促凝血能力。在紅細胞/血小板粘附實驗中，PLNs可噴涂水凝膠組的紅細胞粘附率達到 92.66±3.85%，血小板粘附率達到91.05±4.61%。進一步將PLNs可噴涂水凝膠應用于肝臟出血模型，迅速形成的凝膠網絡與纖維蛋白共同編織物理屏障，快速固定大量血細胞。以上體外實驗結果表明，與常規止血材料相比，PLNs可噴涂水凝膠能夠縮短凝血時間，促進紅細胞/血小板粘附（圖2）。當 PLNs可噴涂水凝膠應用于出血表面時，能夠迅速形成有效的血液封閉層，實現快速止血。在大鼠肝出血模型中觀察到，PLNs可噴涂水凝膠的失血量顯著低于常規止血材料組，其止血時間也明顯縮短。體內實驗結果表明，基于PLNs的可噴涂水凝膠具有良好的生物相容性和可降解性，并在大鼠肝損傷模型中表現出優異的止血能力（＜30秒）（圖3）。

圖3 PLNs水凝膠的止血效果及機制分析

  該研究針對不可壓迫性創面出血的治療難題，設計開發了多肽修飾的仿生脂質體納米顆粒，結合可噴涂水凝膠，模擬天然凝血級聯途徑，實現快速高效止血，有望成為軍事和民用領域中不可壓迫性創面出血的急救止血劑，為臨床治療提供新的選擇。

  這一工作以“A Sprayable Hydrogel Based on Biomimetic Polypeptide-modified Lipid Nanoparticles for Treating Non-compressible Hemorrhaging”為題發表在《Advanced Materials》上。文章第一作者為西北大學碩士研究生馮雅郡，通訊作者為范代娣教授、朱晨輝教授、李陽副教授。

  參考文獻：Feng, Y., Zhang, Z., Yan, W., Zhang, Z., Li, Y., Zhu, C., & Fan, D. （2025). A Sprayable Hydrogel Based on Biomimetic Polypeptide-Modified Lipid Nanoparticles for Treating Non-Compressible Hemorrhaging. Advanced materials （Deerfield Beach, Fla.), e2500908. Advance online publication. 

  https://doi.org/10.1002/adma.202500908.