铜离子负载介孔生物活性玻璃增强冷冻凝胶在急性和持续性出血中的止血增效研究

本研究针对创伤和血液疾病中难以控制的急性和持续性出血及感染问题，开发了一种基于磷酸化甲基丙烯酸化明胶(GelMA)冷冻凝胶(GP)负载单宁酸(TA)-铜离子(Cu2+)介孔生物活性玻璃(MBG)的新型止血材料GP@MBG-Cu-TA。该材料通过氢键结合形成多孔结构，体外实验证实其具有优异生物相容性、止血和抗菌性能；在SD大鼠肝损伤和血友病A小鼠尾截断模型中，显著减少出血量并缩短止血时间，同时能加速细菌污染伤口的愈合。这一研究为临床止血和抗感染治疗提供了创新解决方案。

　　

在创伤救治和血液系统疾病治疗中，难以控制的急性大出血和持续性渗血一直是临床面临的重大挑战。传统止血材料如沸石、止血带等往往无法兼顾快速止血与抗感染需求，而凝血功能障碍患者（如血友病、再生障碍性贫血）的出血问题更缺乏有效解决方案。苏州大学附属第一医院血液研究所、造血干细胞移植研究所的研究团队在《Journal of Nanobiotechnology》发表创新成果，通过将天然成分与纳米技术结合，开发出具有双重功能的智能止血材料。

研究团队采用磷酸化甲基丙烯酸化明胶(GelMA)为基质，通过冻干技术构建多孔冷冻凝胶(GP)，并负载含单宁酸(TA)和铜离子(Cu²⁺)的介孔生物活性玻璃(MBG)，形成GP@MBG-Cu-TA复合体系。关键技术包括：1) 通过核磁共振(31P/1H NMR)验证磷酸基团修饰；2) 扫描电镜(SEM)表征材料的多孔结构；3) 体外凝血指数(BCI)和溶血实验评估止血性能；4) 菌落形成单位(CFU)计数法检测抗菌效果；5) 建立SD大鼠肝损伤和凝血功能障碍小鼠模型进行体内验证。

材料表征与性能

通过TEM显示MBG-Cu-TA颗粒呈80-100 nm均匀球形，SEM证实冷冻凝胶具有相互连通的孔隙结构，孔隙率高达95%。31P NMR谱图在2.2至-21.4 ppm出现特征峰，证实PolyP-Im成功接枝。该材料吸水倍率达40倍，14天内可完全降解，满足临床需求。

生物相容性与止血机制

CCK-8实验显示GP@MBG-Cu-TA组细胞存活率>95%，且Raw264.7巨噬细胞的炎症因子(Il-1β/Tnf-α)表达未显著升高。凝血实验中，该材料30秒内使BCI降至9.2±4.50%，显著优于GelMA组(46.1±0.95%)，其机制包括：磷酸基团激活FXII凝血因子，铜离子促进血小板聚集，多孔结构快速吸收血液成分。

抗菌与促愈合能力

对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率>99%，在感染皮肤伤口模型中，CD31免疫荧光显示该材料促进血管新生，14天内伤口愈合率较对照组提高2倍。

动物模型验证

在SD大鼠肝损伤模型中，GP@MBG-Cu-TA组出血量(156.17±44.64 mg)仅为对照组的1/5；在F8-/-血友病A小鼠尾截断模型中，出血量从487.67±20.21 mg降至121.17±41.03 mg；对再生障碍性贫血模型同样展现显著止血效果。

该研究创新性地将止血、抗菌和促修复功能整合于单一材料，首次实现在正常和异常凝血状态下的广谱止血。其意义在于：1) 为战创伤急救提供即用型解决方案；2) 解决凝血功能障碍患者的临床痛点；3) 通过Cu²⁺/TA协同作用避免抗生素耐药。Qixiu Hou、Xu He等作者指出，这种"一贴多效"的设计理念为生物材料开发提供了新范式。