基于血液触发自渗透粘附机制的单组分海绵材料MonoSeal实现血管快速闭合

（编辑推荐）本研究创新性提出自渗透粘附（APA）机制，开发出单组分氧化多糖海绵MonoSeal。该材料通过浓度梯度驱动的聚合物链自发渗透（无需外部刺激），在湿润出血条件下实现深层组织共价锚定（醛基-氨基反应），同时利用体液蛋白交联形成机械屏障。实验证实其30秒内可封闭12Fr猪股动脉穿刺创口，为介入手术血管闭合提供新策略。

　　

2.1 分子量调控的链渗透增强粘附

MonoSeal以氧化葡聚糖（ODex）为核心成分，通过高碘酸钠氧化引入醛基（紫外光谱238nm特征峰，醛基取代度56.8%）。荧光标记实验显示，70kDa分子量的ODex在猪肌肉中的渗透深度达最优平衡——较小分子（10kDa）虽渗透更深但交联网络松散，较大分子（500kDa）则因渗透不足导致界面连接薄弱。拉剪测试证实70kDa样品粘附强度达87.21kPa，显著优于商业明胶海绵（4.07kPa）和氰基丙烯酸酯（8.16kPa）。

2.2 体液触发的即时封闭效应

材料接触富含蛋白质的血液或淋巴液时，醛基与血浆蛋白快速交联形成水凝胶（胆汁因蛋白含量仅4.5%无法触发凝胶）。爆发压力测试显示其可承受221.11mmHg压力，超越人体收缩压范围。独特的"根系式"渗透机制使溶解的ODex链像树根般深入组织，在细胞外基质（ECM）中形成三维共价网络，实现大鼠肝脏（486g负重）和猪肠道的稳固粘附。

2.4 微观结构优化抗渗性能

冷冻干燥工艺（-80°C/8%浓度）制备的海绵呈现各向同性微孔结构（平均孔径77.07μm），横向波状屏障有效延缓血液渗透。相比传统定向孔结构（-80°C/5%浓度），优化后的设计使ODex溶解/交联速率超过流体渗透速度，成功应用于猪肝喷射性出血模型。

2.5 大型血管穿刺闭合验证

在12Fr猪股动脉穿刺模型中，MonoSeal加压30秒即实现止血，多普勒超声显示术后血管通畅。定制化输送装置（含锁扣机构）用于6Fr颈动脉介入手术，术后14天组织学显示血管三层结构完整，未见血栓或假性动脉瘤。该技术克服了Angio-Seal等现有闭合装置的材料残留问题，为大口径介入通路提供解决方案。

机制创新与临床价值

APA机制突破传统粘合剂依赖超声/机械外力的局限，通过自发渗透将反应位点密度提升10倍以上。分子量-孔径协同优化策略实现"溶解-渗透-交联"动力学匹配，单组分设计保障批间一致性。未来有望应用于脑脊液漏封堵、消化道吻合等湿环境粘接场景。