在院前急救及手術(shù)中，快速有效地止血能極大提升患者的救治效率。例如在死亡率較高的彌漫性創(chuàng)傷和大出血中，能否快速封閉大量出血組織是性命攸關(guān)的大事。

　　近日，陸軍軍醫(yī)大學(xué)西南醫(yī)院燒傷研究所所長羅高興教授、詹日興副教授與加拿大曼尼托巴大學(xué)學(xué)者M(jìn)alcolm Xing合作，將一種特殊的凝血酶HC引入明膠—甲基丙烯酸凝膠（GelMA）中，開發(fā)了一款基于蛇毒提取物的超級止血膠（HAD），它能像“膠水”一樣，通過涂抹方式實(shí)現(xiàn)快速止血和組織封閉。相關(guān)成果已在《科學(xué)進(jìn)展》上發(fā)表。

　　發(fā)現(xiàn)蛇毒新用途

　　“快速有效地止血能極大提升患者的救治效率，也有利于患者的后期康復(fù)。”陸軍軍醫(yī)大學(xué)西南醫(yī)院全軍燒傷所所長羅高興告訴《中國科學(xué)報(bào)》。

　　但現(xiàn)有的臨床生物粘合劑，如纖維蛋白膠的粘附強(qiáng)度，會受到持續(xù)的組織張力和血液的影響而下降，不利于發(fā)揮其止血性能。明膠雖然能夠加速血凝塊形成，具備一定的止血作用，但對較大血管性出血的止血作用有限。

　　在不斷探索與嘗試中，研究人員發(fā)現(xiàn)一種產(chǎn)于南美洲的頂級毒蛇——矛頭蝮蛇的毒液中有種特殊的凝血酶HC，可用于制備生物組織止血膠。

　　“矛頭蝮蛇提取物中的血凝酶HC能在創(chuàng)口處迅速地將纖維蛋白原轉(zhuǎn)化為纖維蛋白，協(xié)同GelMA實(shí)現(xiàn)快速止血和組織封閉。”陸軍軍醫(yī)大學(xué)西南醫(yī)院燒傷科副主任醫(yī)師詹日興對《中國科學(xué)報(bào)》說。

　　“其止血機(jī)理可分為三個階段?！闭踩张d說，“HAD基于GelMA和HC的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)對組織的高效止血和強(qiáng)力粘附?！?/p>

　　首先，HAD前體溶液滲透到組織界面，聚合后在組織內(nèi)纏結(jié)成互鎖結(jié)構(gòu)并促進(jìn)血小板聚集和活化。同時，血凝酶HC迅速裂解纖維蛋白原，釋放纖維蛋白原A并生成纖維蛋白。最后凝塊收縮，血小板的偽足結(jié)合于纖維蛋白索上并促使凝塊收縮，從而形成機(jī)械穩(wěn)定的物理屏障以實(shí)現(xiàn)完全止血。

　　“我們在研究中使用的凝膠濃度為20%（w/v），是一種具備可注射性的凝膠，通過快速原位交聯(lián)實(shí)現(xiàn)組織快速止血粘附?！闭踩张d說，“這種原位交聯(lián)型膠粘劑已被廣泛認(rèn)可?！瓾AD膠水’的優(yōu)勢在于可通過調(diào)節(jié)HAD的濃度和溫度，獲得不同性狀的生物膠水。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，我們可通過調(diào)控HAD的濃度和溫度來滿足不同組織器官的特定需要?！?/p>

　　從幾分鐘至幾十秒

　　水凝膠的粘合強(qiáng)度是用來評估粘合劑和組織界面相互作用的重要參數(shù)。與目前常用的醫(yī)用粘合劑纖維蛋白膠相比，這種止血“膠水”表現(xiàn)出優(yōu)異的機(jī)械性能，無論是搭接剪切強(qiáng)度還是粘合強(qiáng)度均優(yōu)于市售的纖維蛋白膠。

　　實(shí)驗(yàn)表明，在沒有任何干預(yù)的情況下，血液的凝固時間一般是五六分鐘。纖維蛋白膠的凝血時間為1.29±0.13分鐘。凝血酶HC通過將纖維蛋白原轉(zhuǎn)化為纖維蛋白來加速凝血，從而使HAD的凝血時間降至0.76±0.05分鐘。

　　這種超級“膠水”可通過激光筆甚至是智能手機(jī)手電筒的照射實(shí)現(xiàn)快速交聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了凝血時間從幾分鐘降至幾十秒，大幅減少失血量，且表現(xiàn)出強(qiáng)大的傷口愈合能力。

　　在鼠斷尾止血模型中，實(shí)驗(yàn)會對多種組織造成損傷，包括皮膚、骨骼、結(jié)締組織以及三條大血管（一條中央動脈和兩條側(cè)靜脈）。研究人員在鼠尾切除后，將 20微升HAD凝膠前體溶液在可見光照射下敷于傷口處60秒。由于光交聯(lián)凝膠的存在，只出現(xiàn)了少量出血，而空白對照組的出血量高達(dá)178.66±31.45毫克。纖維蛋白膠組的止血時間需要0.86±0.11 分鐘，失血量為78.65±7.58 毫克，而HAD 僅需要 0.57 ± 0.11 分鐘，失血量僅為39.62±7.13毫克。此外，HAD止血膠在應(yīng)對大鼠表皮創(chuàng)口以及高死亡率彌漫性大出血和動脈出血等方面也表現(xiàn)優(yōu)異。

　　實(shí)驗(yàn)表明，含有蛇毒提取物的HAD在肝臟切口（約45秒止血） 和鼠尾離斷（約34 秒止血）上，均實(shí)現(xiàn)了瞬間止血，分別減少了79% 和 78% 的失血量。HAD在密封嚴(yán)重受損的肝臟和腹主動脈方面也很有效。HAD結(jié)合了止血劑和粘合劑的雙重作用，在組織損傷修復(fù)中具有巨大潛力。

　　“HAD的機(jī)械性能優(yōu)異，粘合強(qiáng)度高、組織結(jié)合良好，可抵抗大量出血和外部沖洗。”詹日興說，“HAD膠水表現(xiàn)出臨床應(yīng)用的巨大潛力，尤其是在重大車禍、戰(zhàn)傷等緊急情況下?！?/p>

　　止血愈合一步到位

　　“相比于傳統(tǒng)的止血方式，HAD止血的優(yōu)勢在于可以一步到位地實(shí)現(xiàn)快速止血與傷口吻合?！绷_高興說，“而選擇如紗布按壓等傳統(tǒng)方式的話，則要涉及到止血后去除紗布帶來的二次傷害，以及后續(xù)縫合的麻煩。”

　　此外，該系統(tǒng)的另一個優(yōu)點(diǎn)是聚合物鏈可以滲透到組織界面，在光致凝膠化后，HAD與組織牢固結(jié)合。因此，HAD同時具備負(fù)載生長因子以及抗菌藥物等方面的潛力。

　　“現(xiàn)有HC血凝酶提取及合成技術(shù)成熟，使得這種超級‘膠水’的制備工藝簡易，且成本低廉。”詹日興說，“這種‘膠水’對光線的要求不高，普通光源也能激發(fā)效果。在遇到大出血緊急情況時，醫(yī)護(hù)人員或傷員可以通過簡單地?cái)D壓涂抹，并利用普通可見光照射來使生物膠水生效?！?/p>

　　相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1126/sciadv.abf9635

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