仿生天然凝血过程的红细胞-结构继承微凝胶杂化体：构建准双连续结构实现交界性出血高效止血

本文推荐一种创新性止血材料PEDM（正电荷致密交联结构继承微凝胶），通过模拟凝血过程两阶段机制（初级止血<3-7分钟，次级止血8-10分钟），与血液形成准双连续复合结构（Q-Bi CS）。该材料15秒内自凝胶模拟血小板聚集，120秒构建抗高压（120 mmHg）机械屏障，压缩模量提升5.4倍，动态粘附200次后强度保持90.1%。动物实验显示61秒控制兔股动脉出血，30秒止住猪髂动脉出血，有效解决交界性出血（占可预防死亡67%）中抗高压止血、红细胞（RBCs）干扰和转运二次出血三大难题。

　　

Highlight

受天然凝血过程启发，本研究开发出具有正电荷的致密交联结构继承微凝胶（PEDM）。当接触血液时，PEDM能在15秒内自凝胶形成机械屏障，模拟初级止血过程；50秒内浓缩血细胞，120秒构建准双连续复合结构（Q-Bi CS）。与PEDM-PBS相比，PEDM-血液复合物的压缩模量提升5.4倍，动态粘附测试显示200次循环后强度保持率达90.1%。在兔股动脉出血模型中实现61秒快速止血，对猪髂动脉出血更仅需30秒。

Methods

PEDM制备：将丙烯酰胺（AAm）与3-甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵（MPTC）共聚形成前体水凝胶（固含量40wt%），经物理解聚获得约200μm的PEDM微凝胶。傅里叶红外光谱（FT-IR）证实其分子链结构，Zeta电位测试显示PEDM在pH=7.4时表面电位>30mV。

Synthesis and Characterization of PEDM-blood

PEDM与血液混合后，阳离子锚定效应加速形成Q-Bi CS结构。扫描电镜显示PEDM相与血液相形成互穿网络，纤维蛋白原转化为纤维蛋白网络使机械性能显著增强。流变学测试证实复合结构具有优异的能量耗散能力，能抵抗高压血流冲击（120 mmHg）。

Conclusions

PEDM通过模拟凝血级联的两阶段过程（血小板聚集→纤维蛋白形成），与血液协同构建具有双相增韧机制的Q-Bi CS结构。该设计将红细胞从干扰因素转化为增强相，突破交界性止血中抗高压、快速封堵和稳定保护不可兼得的技术瓶颈。