加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）與加州大學(xué)圣地亞哥分校（UCSD）的研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合開發(fā)出一種新型注射式水凝膠密封材料，可實(shí)現(xiàn)對(duì)肺、心臟及血管等柔軟彈性器官的快速止血和組織黏附。相關(guān)研究成果已發(fā)表于《Science Translational Medicine》期刊。

這款創(chuàng)新型水凝膠由甲基丙烯?；嗽粗亟M原彈性蛋白（methacryloyl-modified human recombinant tropoelastin, 簡(jiǎn)稱 MeTro）與納米層狀硅酸鹽顆粒（Laponite silicate nanoplatelets, 簡(jiǎn)稱 SNs）組成，結(jié)合了高柔韌性、高組織黏附力與止血性能三大優(yōu)勢(shì)，克服了傳統(tǒng)軟組織修復(fù)材料在動(dòng)態(tài)環(huán)境下易脫落、致炎或失效的難題。

解決傳統(tǒng)技術(shù)難題：柔軟器官“動(dòng)不?！?，縫不住

在臨床中，肺、心臟及血管等器官由于持續(xù)運(yùn)動(dòng)與高彈性，傳統(tǒng)縫合技術(shù)（如縫線、金屬夾或釘）在應(yīng)用中常引發(fā)二次出血或創(chuàng)傷擴(kuò)大。而現(xiàn)有止血材料如纖維蛋白基密封劑雖然能止血，卻可能在有凝血障礙的患者中誘發(fā)過度凝血反應(yīng)；而常用的強(qiáng)力膠如氰基丙烯酸酯雖然粘附力強(qiáng)，但硬度大，容易限制組織活動(dòng)并引起細(xì)胞毒性。

結(jié)構(gòu)優(yōu)化：MeTro賦予彈性，SNs增強(qiáng)止血與黏附

此前MeTro水凝膠因其優(yōu)異的生物相容性和仿天然彈性受到關(guān)注，但止血性能仍有短板。本研究通過添加1%濃度的納米硅酸鹽顆粒（SNs），有效提升其止血能力及機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)保持良好的組織兼容性和柔軟性。

在豬肺組織測(cè)試中，MeTro/SN混合水凝膠的黏附強(qiáng)度達(dá)23 kPa，遠(yuǎn)高于單獨(dú)使用MeTro的12 kPa；其爆破壓力（burst pressure）達(dá)到3.6 kPa，優(yōu)于MeTro的2.8 kPa。在心臟組織的測(cè)試中，MeTro/SN材料可耐受高達(dá)47 kPa的壓力，而MeTro僅為41 kPa。

體內(nèi)外試驗(yàn)：止血快、無毒副反應(yīng)、穩(wěn)定耐壓

研究團(tuán)隊(duì)在大鼠尾部截?cái)嗄Ｐ椭邪l(fā)現(xiàn)，MeTro/SN水凝膠可將出血量減少91%，相較未處理對(duì)照組減少約99%。在人血止血實(shí)驗(yàn)中，含1% SNs 的MeTro/SN水凝膠使血液凝固時(shí)間縮短至12分鐘，明顯優(yōu)于未處理組（15分鐘），且未誘發(fā)溶血或細(xì)胞損傷。

組織相容性方面，水凝膠植入大鼠皮下7天及28天后，組織未見明顯炎癥、纖維化或淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)，顯示出良好的生物安全性。在豬肺穿孔模型中，該材料可在14天內(nèi)穩(wěn)定密封，保持氣密性和耐壓性，期間未出現(xiàn)脫落或組織損傷。

臨床前展望：動(dòng)態(tài)環(huán)境下的創(chuàng)傷“急救貼”

研究者表示，該新型MeTro/SN水凝膠在模擬外傷及手術(shù)環(huán)境下展現(xiàn)出優(yōu)異的封合能力和止血效果，尤其適用于傳統(tǒng)材料難以處理的柔軟動(dòng)態(tài)器官。其快速凝膠化、良好彈性、止血效率和低免疫反應(yīng)，為將來在創(chuàng)傷急救、胸腔手術(shù)、心臟修復(fù)等領(lǐng)域的臨床應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

研究團(tuán)隊(duì)總結(jié)稱，該水凝膠具有良好的工程可調(diào)性、生物相容性和功能整合潛力，未來有望成為軟組織快速修復(fù)和止血的“黃金標(biāo)準(zhǔn)”。

參考文獻(xiàn)：Mahsa Ghovvati et al, Rapid closure and hemostasis of ruptured soft tissues using a modified human tropoelastin-based sealant in preclinical models,?Science Translational Medicine?(2025).?DOI: 10.1126/scitranslmed.adr6458

編輯：王洪

排版：李麗