大出血会将时间变成敌人:每一秒不受控制的出血都会使身体更接近休克、器官衰竭甚至死亡。
韩国科学技术院(KAIST)的一个研究团队开发出一种喷雾粉末,它能将血液本身转化为绷带的一部分,在约一秒钟内形成粘性凝胶屏障。在早期的动物和实验室测试中,这种材料比商用外科止血剂更快地止住了严重出血,并且似乎还有助于伤口愈合。这种新工具有朝一日可能帮助急救人员、外科医生和战场医护人员在纱布、压力或贴片失效时控制出血。
血激活粉末
这种材料被称为AGCL粉末,来自由Steve Park教授和Sangyong Jon教授领导的韩国科学技术院(KAIST)团队,博士生Youngju Son和陆军少校Kyusoon Pak是主要研究人员之一。
目前的止血产品通常以贴片或纱布的形式出现。它们在平坦、易于处理的伤口上效果良好。但深部伤口、不规则组织和大量出血都需要一种能够到达伤口、粘附在湿润组织上并能在压力下保持原位的材料。
AGCL采取了完全不同的途径。它不是试图通过施加压力来阻止血液流出,而是利用血液本身作为屏障。医护人员将干燥的粉末直接喷洒或涂抹在伤口上。血液会激活它。
该粉末含有海藻酸钠、结冷胶和壳聚糖。血液中的钙离子会触发海藻酸钠和结冷胶形成凝胶。壳聚糖有助于材料与血液成分结合并增加抗菌活性。
在研究中,AGCL吸收了约自身重量725%的血液,并在约一秒钟内形成了粘性水凝胶网络。研究人员报告称,在混合力测试中,其粘附力超过40千帕,足以抵抗强烈的徒手压力。
"这种新型AGCL粉末与血液中的阳离子(如钙)反应,在一秒钟内转变为凝胶状态,立即密封伤口,"Steve Park教授在一份声明中说。
针对出血、细菌和时间的测试
KAIST团队在多种模型中测试了AGCL,包括小鼠肝脏、心脏和尾巴损伤,以及外科肝脏损伤模型。
在肝脏模型中,未经处理的出血持续约350秒。AGCL在约13秒内控制住了出血,并且与作为基准的商用外科止血剂TachoSil相比减少了血液流失。在心脏穿刺和尾巴截肢测试中,这种粉末也缩短了出血时间和减少了血液流失。
该材料不仅止住了泄漏。在皮肤和肝脏伤口模型中,经处理的组织显示出更快的闭合、新生血管生长和胶原蛋白沉积——这是一种有助于重建受损组织的结构蛋白。
安全性测试结果也很鼓舞人心。研究报告称,在实验室测试中,红细胞损伤最小,细胞存活率高,并且抗菌效果超过99%。在外科模型中,肝功能在两周内恢复正常,研究人员在动物身上没有发现系统性毒性。
该粉末在储存方面也表现出色。研究人员在普通室温条件下(包括湿度变化)保存了24个月,发现凝胶化速度或血液吸收能力没有明显下降。
仍处于临床前技术阶段
AGCL尚未获得临床使用批准。迄今为止最有力的结果来自实验室和动物测试,而非人体试验。研究人员仍需在人体试验中证明该粉末的安全性,展示制造商能够一致地生产它,并确定医生在治疗后应如何移除或管理它。
AGCL最直接的应用是在军事领域,那里快速的医疗护理至关重要。但研究人员指出,AGCL可能会在所有医学实践领域证明其有用性。
"尽管这是一种以国防为目的开发的先进新材料技术,"Kyusoon Park少校说。
他补充道:"我开始这项研究时怀着拯救更多士兵的使命感——但我也希望这项技术能在私人医疗领域作为救命技术使用。"
该研究发表在《先进功能材料》期刊上。
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