长征医院许国华教授团队联合提出快速自凝胶止血粉末开发新策略

近日，海军军医大学第二附属医院（上海长征医院）骨科脊柱微创病区主任许国华教授团队联合上海大学材料科学与工程学院高分子材料系在Chemical Engineering Journal （中科院1区TOP，IF=13.2）发表题为“Electrostatically assembled rapid hemostatic powder with ultrafast gelation, robust wet adhesion, and enhanced bactericidal activity” 的高质量研究成果。

研究团队针对战创伤紧急救治开发出一种电荷驱动的自凝胶止血粉末。该材料在使用前呈干燥粉末状态，便于长期储存和操作；一旦接触血液，通过快速吸液溶胀、静电相互作用、氢键作用等高分子间相互作用，触发快速自组装过程，在数秒内即可完成由粉末态向水凝胶的转变。该过程中自发形成的原位水凝胶，能通过物理嵌合和界面黏合作用紧密贴附于创面组织，为创面止血提供即时有效的物理屏障。

材料的结构设计基于季铵化壳聚糖、透明质酸以及羧基化纤维素纳米晶须的协同作用。 体系中正负电荷（季铵基与羧基）的引入促进了分子间强烈的静电作用及随后的动态重排；同时，具有刚性棒状结构的羧基化纤维素纳米晶须作为纳米增强剂，进一步提高了高分子三维网络结构的稳定性。通过静电作用、氢键以及高分子链拓扑缠结等多重非共价相互作用，体系在在秒级响应时间内（<4s）形成致密而具有韧性的三维网络。

该止血粉末不仅能够快速“堵住伤口”，还可以主动参与凝血过程。一方面，具有多孔结构和亲水组分的止血粉末能够迅速吸收血液并浓缩血小板与凝血因子；另一方面，季铵基团增强了对红细胞的吸附能力，从而协同加速凝血级联反应。实验结果表明，其凝血时间可缩短至约24秒，红细胞黏附率达到84.6% ，显著优于传统材料。

在湿润的环境下，该止血粉末经自组装形成的凝胶不仅能够牢固黏附于组织表面，还具备良好的机械强度和抗冲刷能力。其粘附强度达25 kPa，爆破压力约为185 mmHg （超过正常收缩压(120 mmHg) 54%），确保在持续性出血及体液冲刷的生理环境中维持有效密封。

除了止血功能外，该材料还表现出显著的抗菌能力。实验结果显示，其对金黄色葡萄球菌的杀灭率超过97% 。纳米晶须的引入促进高分子链重排和更多带正电的季铵基团暴露，从而增强对细菌细胞膜的破坏作用，为避免抗生素依赖提供了新思路。

在大鼠肝脏出血及断尾模型中，该止血粉末的止血速度更快、出血量更低，整体效果优于临床常用止血产品。同时，该材料可有效促进感染创面的修复。

上海长征医院骨科许国华教授团队立足于复杂战创伤止血的救治需求，依托多学科深度融合协作的优势，通过多组分材料设计与界面相互作用调控，成功验证了通过电荷驱动自组装实现血液触发止血粉末原位凝胶化的可行性。该工作不仅推动了止血策略从传统“被动吸附”向“主动构建功能界面”的重要转变，还为不可压迫性出血及复杂战创伤的高效救治开辟了救护器件研发的新思路。

来源：上海长征医院

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