综述:黏土基止血剂的制备、机制与证据

【字体: 时间:2025年09月02日 来源:Biomaterials and Biosystems CS4.0

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  (编辑推荐)本综述系统阐述黏土基止血材料(Clay-based hemostatic agents)的研发进展,揭示其通过阳离子交换(Cation-exchange)和表面电荷特性激活凝血级联反应(Coagulation cascades)的分子机制,兼具成本效益与环境可持续性优势,为创伤急救和战伤管理提供新型解决方案。

  

黏土基止血材料的分类

黏土作为止血材料的历史可追溯至古代,《本草纲目》记载的"白石脂"(主要成分为高岭土)便具有止血功效。现代黏土基止血材料主要分为三类:天然黏土矿物(如高岭土、蒙脱石)、化学改性黏土(通过离子交换或表面修饰增强性能)以及复合型材料(与聚合物、碳材料或生物分子结合)。其中蒙脱石因其层状结构和阳离子交换容量(CEC)成为研究热点,而纳米黏土(Nanoclay)更通过尺寸效应显著提升止血效率。

制备工艺的革新

黏土基材料的制备优势体现在三方面:一是原料取自天然矿物,成本仅为聚合物材料的1/5;二是采用机械混合、溶液插层等简易工艺,避免高分子合成所需的严格聚合条件;三是耐受高温灭菌(>200°C),而多数合成聚合物仅能采用成本较高的紫外线灭菌。研究显示,通过熔融共混法将纳米高岭土与壳聚糖复合,可使材料凝血时间(CT)缩短40%。

多机制协同止血

黏土材料的止血作用通过三重机制实现:

  1. 1.

    物理吸附:纳米级孔隙结构在20秒内吸收血浆水分,使血小板浓度提升300%;

  2. 2.

    电荷激活:表面负电荷激活凝血因子XII,触发内源性凝血途径;

  3. 3.

    离子释放:Ca2+/Mg2+促进凝血酶原转化为凝血酶,加速纤维蛋白形成。动物实验表明,蒙脱石止血粉对股动脉损伤的止血时间较传统敷料缩短60%,失血量减少45%。

临床转化挑战

尽管黏土材料在猪肝损伤模型中达到100%止血成功率,但临床转化仍面临瓶颈:一是纳米颗粒的长期生物安全性待验证;二是对解剖复杂部位(如颈动脉)的适应性不足;三是缺乏标准化性能评价体系。未来研究将聚焦于智能响应型复合材料开发,如近红外光控止血凝胶(NIR-responsive hydrogel)等创新设计。

结论与展望

黏土基止血剂凭借其"古老智慧+纳米科技"的双重特性,在应急医学领域展现出不可替代的优势。随着表面功能化修饰和3D打印成型技术的发展,这类材料有望在战地急救包、手术止血纱布等场景实现规模化应用,但其商业化进程仍需解决标准化生产与监管审批等关键问题。

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