快速止血的生物工程材料被开发出来

这种从贝类中提取的多孔材料可以优化吸收，同时激活一种以前被忽视的凝血机制，在几分钟内止血。

　　

在美国，超过1100万人服用抗凝血或抗血小板药物，如肝素或阿司匹林，来治疗心脏病和中风等严重疾病。然而，这些药物也会使患者在受伤或手术期间面临危及生命的出血风险。为了改进减少失血的策略，由布莱根妇女医院(Brigham and Women 's Hospital)的研究人员领导的一个团队开发了一种多孔材料，可以最大限度地吸收血液，有效地激活凝血机制，即使在服用抗凝或抗血小板药物的患者中也是如此。布莱根妇女医院是麻省总医院布莱根医疗保健系统的创始成员之一。发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的研究结果显示，止血材料，或“止血剂”，在接受心导管插入术的抗凝血剂患者中，平均约5分钟内止血，比传统的压缩方法(可能需要两个多小时)大大减少。

工程治疗中心的通讯作者Hae Lin Jang博士说:“这是一种新一代止血药，即使在服用抗凝血或抗血小板药物的患者中也能有效止血。我们采用了一种令人兴奋的跨学科方法，将工程原理、材料科学和对分子生物学的理解结合起来，克服了现有疗法的局限性，解决了真正的临床需求。”

全球每年有500多万人死于创伤，其中三分之一以上的死亡是由于出血失控造成的。研究人员使用了所谓的“合理工程”方法来开发更有效的止血剂。他们首先模拟血液通过毛孔的流动，以确定什么样的微观设计可以优化吸收。他们从人体肺部的结构中获得灵感，人体肺部含有称为肺泡的球形“气囊”，能够在短时间内与血液进行高速率的相互作用。肺泡由于其弯曲的多孔结构而具有很大的表面积，这使得研究人员在他们的材料中设计了一种高度互联的球形微孔结构，以快速吸收血液并以高度集中的方式积聚血小板等凝血成分，从而促进血液凝固。

研究人员利用壳聚糖开发了这种肺泡状结构，壳聚糖可以从贝类中提取。壳聚糖已经用于一些止血剂:其带正电荷的表面可以强烈吸引带负电荷的血小板和纤维蛋白原，这是血凝块的两种主要成分。然而，与之前的假设相反，研究人员发现壳聚糖还通过激活TLR-2凝血途径直接刺激血液凝固，使其成为一种可行的机制，即使在使用抗凝血剂的患者中也能增加血液凝固。

研究人员在70例使用抗凝肝素进行心血管导管手术的患者中证明了这种材料的有效性，观察到低剂量肝素患者的平均出血时间约为5分钟，而使用12500 IU肝素患者的平均出血时间约为9分钟。

止血材料的其他优点包括易于使用和去除。壳聚糖垫消除了强力和长时间压缩的需要，这可能需要几个小时，需要大量的护理。此外，去除纱布会给患者带来严重的疼痛，并经常伴有出血的再次发生;相比之下，吸收率更高的壳聚糖止血钳从伤口上相对清洁地取出，并获得较高的患者舒适度评分。

研究人员正在继续研究应用壳聚糖止血剂后的伤口愈合过程。此外，他们正在研究其他下一代伤口敷料，这些敷料可能能够输送药物或改善伤口环境的清洁度，从而减少频繁更换的需要。

“这种止血剂可以在紧急情况下节省宝贵的时间，”工程治疗中心的第一作者Vivian K. Lee博士说。“在紧急情况下，筛选患者的处方信息，为使用抗凝药物的患者提供适当的抗凝逆转治疗，可能是极具挑战性的。如果止血剂可以绕过药物的抗凝机制，它就可以用于更广泛的患者，节省时间，并可能挽救生命。”

An architecturally rational hemostat for rapid stopping of massive bleeding on anticoagulation therapy

本工作由美国国立卫生研究院(AR073135, CA236702, CA214411, CA229772和DE031413)，美国肺脏协会发现基金，国防部(PC180355和CA201065)资助。