仿血小板丝素蛋白微球：创伤止血困境的 “救星”，开启止血治疗新篇

为解决传统止血剂在深部组织止血的难题，浙江大学研究人员开展基于丝素蛋白（SF）的血小板样微球止血研究。结果显示，该微球止血效果好、生物相容性佳。推荐阅读，助您了解前沿止血技术，把握科研新方向。

　　

在外科手术、战伤以及各种意外创伤中，不受控制的深部出血就像一个隐藏在暗处的 “杀手”，时刻威胁着患者的生命安全和康复进程。想象一下，医生们在手术台上争分夺秒，却被难以止住的出血问题搞得焦头烂额；受伤的战士在战场上，因为出血得不到及时控制而生命垂危。止血，这个看似简单的任务，在面对深部出血时，却成了医学领域的一大难题。

为了解决这一难题，研究人员一直在努力寻找有效的止血方法。近年来，各种基于聚合物的止血剂，如纤维、膜、气凝胶、海绵和水凝胶等，纷纷进入人们的视野。它们就像是一群勇敢的 “小战士”，试图通过与血液成分相互作用，促进凝血块的形成，从而阻挡出血。然而，这些 “小战士” 们却有着各自的 “小毛病”。有的对创伤部位的粘附性不太理想，就像胶水粘不牢东西一样；有的会在非目标部位形成血栓，这就好比在不该修路的地方修了路，反而阻碍了正常的血液循环；还有的存在感染风险增加以及生物安全性方面的隐患，这让医生和患者都有些担忧。尤其是在体内复杂的内部和深部组织中，传统的止血材料更是难以安全、快速地实现止血，就像在迷宫中迷失了方向，找不到止血的 “正确道路”。

与此同时，血小板在人体的止血过程中扮演着至关重要的角色。它就像一个聪明的 “指挥官”，能够在血管受损时迅速做出反应，通过变形和聚集，启动凝血过程。于是，研究人员想到了一个巧妙的办法：能不能制造出一种像血小板一样的材料，来帮助止血呢？虽然以血小板为基础的止血剂已经出现，但它们在临床应用中也遇到了不少麻烦，比如容易受到污染，就像娇嫩的花朵容易受到病虫害侵袭；储存条件要求苛刻，需要小心翼翼地呵护；止血效果有限，而且保质期也很短，只有 5 到 7 天，这让它们的广泛应用受到了很大限制。

在这样的背景下，浙江大学的研究人员决心攻克这个难题。他们在《Journal of Nanobiotechnology》期刊上发表了题为 “Silk fibroin-based platelet-like microspheres loaded with hemostatic peptides for rapid hemostasis” 的论文。研究人员成功制备出了一种基于丝素蛋白（SF）的血小板样微球，并发现这种微球具有出色的止血性能，为解决深部出血问题带来了新的希望。这一研究成果不仅在医学领域具有重要的应用价值，还为未来止血材料的发展开辟了新的道路。

为了开展这项研究，研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：首先是冷冻自组装技术，通过控制 SF 溶液的浓度、乙醇与 SF 的体积比以及自组装时间等条件，制备出了类似血小板大小和形态的 SF 微球（SFMPs）。其次，利用扫描电子显微镜（SEM）、共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）等多种表征技术，对微球的形态、结构、肽负载能力等进行了详细的分析。此外，通过细胞实验、动物实验等方法，评估了微球的生物相容性、止血效果等性能。

下面让我们来看看具体的研究结果：

• 止血微球的设计：研究人员就像一群技艺精湛的工匠，精心调整各种实验条件。他们发现，当乙醇与 SF 的体积比为 4:1，自组装时间为 10 分钟时，就能制备出大小和形态都酷似血小板的 SFMPs。在这个过程中，SF 的分子结构也发生了有趣的变化，从随机卷曲的状态转变为更稳定的结晶形式。为了让这些微球拥有像血小板一样的功能，研究人员还将三种具有独特粘附和止血功能的止血肽（RD、TI、LD）融入其中，就像给微球赋予了特殊的 “超能力”。
• 止血微球的表征：制备好的止血微球表现得相当出色。它们的直径分布在 1 到 3μm 之间，和血小板差不多大小，这样的尺寸让它们能够在体内的微血管和毛细血管中自由穿梭，而不会造成血管堵塞。研究人员用 FITC 标记的肽来追踪微球内肽的分布情况，发现微球能够有效地结合和包裹这些肽，就像一个小袋子把东西装得紧紧的。而且，微球对 TI 肽的包封效率高达 69.32%，这表明它们具有很强的肽负载能力。此外，这些微球还具有相对稳定的表面电位，保证了它们在体内的稳定性。
• 细胞相容性、细胞粘附和血液相容性：生物材料的生物相容性可是个大问题。研究人员用 L929 细胞和大鼠血液对微球进行了 “考验”。结果发现，在细胞培养实验中，微球组的细胞生长活性和对照组相似，这说明微球具有良好的细胞相容性，不会对细胞的生长造成不良影响。而且，无论是 SFMPs 还是止血微球，都不会表现出细胞毒性，它们对正常组织细胞的亲和力较低，这使得它们能够在血管中自由流动，就像小鱼在水中自由自在地游动。在血液相容性实验中，微球组的红细胞层和上清液层分离良好，溶血率都远远低于国际标准规定的 5%，这表明这些微球在血液环境中非常安全，符合临床使用的要求。
• 血小板粘附：当身体内的血管或组织受伤时，血小板会迅速聚集到受伤部位。研究人员想知道这些微球对血小板的粘附和激活有什么影响。于是，他们进行了实验，结果发现 SFMP 组的血小板粘附能力较弱，而 TIMP 和 LDMP 组则表现出很强的血小板粘附能力，尤其是 LDMP 组，不仅粘附的血小板数量多，而且还能使血小板发生激活，形态变得不规则，这说明肽负载的微球能够显著增强血小板的粘附和激活能力。
• 纤维蛋白聚合和体外凝血形成：在止血过程中，纤维蛋白的聚合起着关键作用。研究人员通过浊度测试和 CLSM 观察发现，止血微球能够有效地促进纤维蛋白的聚合。在实验中，当加入纤维蛋白原和凝血酶后，止血微球组的 OD 值逐渐增加，表明它们参与了凝血酶激活反应。而且，在 CLSM 下可以看到，LDMP 组在加入凝血酶后出现了长丝，TIMP 组出现了短棒状纤维，这都说明止血微球能够促进纤维蛋白的组装。此外，研究人员还用血小板贫乏血浆（PPP）进行了实验，发现 RDMP、LDMP 和 TIMP 组能够迅速形成粘性的纤维蛋白凝块，而 SFMP 组和对照组则没有这种现象，这进一步证明了止血微球在促进血液凝固方面的优秀能力。
• 体内血管创伤靶向和降解分析：微球在体内能不能准确地找到出血部位并发挥作用呢？研究人员给微球标记上 Cy5，然后注射到小鼠体内进行观察。结果发现，与游离的 Cy5 和 Cy5-SFMP 相比，Cy5-RDMP、Cy5-LDMP 和 Cy5-TIMP 组在伤口部位的荧光信号更强，尤其是 Cy5-LDMP 和 Cy5-TIMP 组，它们能够更快、更有效地靶向出血部位。而且，这些微球在出血部位的荧光信号会随着时间变得更加集中，即使在 12 和 36 小时后，仍然有部分微球留在出血部位，这使得它们有足够的时间发挥止血作用。在体内降解实验中，研究人员发现微球溶液和微球水凝胶在体内都会逐渐降解，其中 SFMP 溶液的降解速度更快，6 天后几乎完全降解，这表明这些微球在体内不会长期残留，减少了潜在的风险。
• 止血微球的体内代谢分布和生物相容性：研究人员还关注微球在体内的代谢分布和生物相容性。实验结果显示，微球主要在肾脏和肺部积累，这说明它们可能在这些组织中进行代谢处理。通过 H&E 染色和免疫荧光共染色，研究人员发现止血微球在短期（36 小时）和长期（14 天）内对心脏、肝脏、肺和肾脏的结构完整性没有不良影响，虽然在注射后 36 小时会引起轻微的炎症反应，但从长期来看，它们具有良好的生物相容性，就像一个温和的 “客人”，不会对身体组织造成太大的干扰。
• 止血微球的体内止血效果：为了验证微球在体内的止血效果，研究人员构建了小鼠尾截肢模型和大鼠股静脉损伤模型。在小鼠尾截肢模型中，LDMP 和 TIMP 能够在 100 秒内完全抑制尾巴出血，而 SFMP 即使在 5 分钟后也无法实现完全止血，这表明 LDMP 和 TIMP 在促进创伤性出血的快速凝血方面效果显著。在大鼠股静脉损伤模型中，TIMP 和 LDMP 组的凝血时间更短，出血体积更少，LDMP 组相比 SFMP 组出血体积减少了 74%。通过 MSB 染色，研究人员还发现 TIMP 和 LDMP 组在受损血管部位周围有大量新形成的纤维蛋白，这进一步证明了它们能够在体内有效地促进凝血，减少出血。

综合研究结果和讨论部分，我们可以看出这项研究意义非凡。研究人员制备的基于 SF 的血小板样微球，不仅在止血性能上表现出色，能够快速靶向出血部位，显著减少出血体积，而且具有良好的生物相容性和可降解性。它们就像是为止血难题量身定制的 “神奇武器”，为临床止血治疗带来了新的希望。不过，研究人员也很清楚，这种微球要想真正应用到临床中，还有一些问题需要解决，比如部分肽释放可能导致止血效果不稳定，不同伤口特征对止血效果的影响还需要进一步研究，以及长期的生物安全性和体内降解情况也需要更深入的评估。但无论如何，这项研究为未来止血材料的发展奠定了坚实的基础，就像在黑暗中点亮了一盏明灯，为后续的研究指明了方向。相信在不久的将来，这些血小板样微球能够成为医生们对抗深部出血的得力助手，拯救更多患者的生命。