些许白色粉末就能挽救一个生命?这听起来有点神奇。而事实上,每年在手术台上、急救途中、灾祸现场或战场上,因失血过多而丧生的人不计其数。华东理工大学刘昌胜教授手中的白色粉末凝结了研发团队多年的心血,只要把它们撒在伤口上,就能实现快速止血。
快速“制服”大出血
肉眼看去,刘昌胜团队研发的这种止血剂就像普通的白色面粉或细小盐粒,似乎没什么特别。但若将其成倍放大,便可发现这些粉末粒子类似海绵一样,乍一看很像马蜂窝,属于多孔结构,实则表面由排列整齐有序的孔洞构成,孔直径为介于微孔与大孔之间,平均为2-10nm,这些因而又被细分为多孔材料中的介孔材料。介孔结构使得材料具有极高的比表面积,平均比表面积大于800 m 2 /g。。
就像海绵善于吸水一样,撒在伤口上的这些具有高比表面积介孔粉末会迅速吸收血液中的液体成份,令血液浓缩,促进有凝血功能的血小板聚集并发挥作用。它们吸水膨胀后,还能对周围的血管产生一定压力,同时形成防水凝胶状,封堵创口,进一步促进止血。再结合无菌绷带的缠绕加压,这种止血剂更能显著提高大面积、严重创伤的生存率。
同时,这些介孔粉末还能黏附红细胞或促进血液中发生聚合反应,激活凝血因子,促进凝血酶的生成,进一步加快止血速度、促进创口愈合。
团队成员洪华老师介绍,与美军战伤救治技术的重大突破——Quickclot TM 止血剂相比,这些介孔粉末止血速度更快,用量更少,而且不会对皮肤造成灼伤。
止血材料中的“三好生”
近年来,国内学者对止血材料也进行了大量研究,但均有其弊端。纤维蛋白胶生产成本高,可能带来潜在的人体或动物血源性疾病感染,使用复杂,止血速度慢;明胶海绵用于遇凝血机制障碍时效果不理想;氧化纤维素在骨及颅内易吸收血液,导致体积膨胀而压迫神经;壳聚糖性能优越,但对大面积出血无可奈何。
刘昌胜团队则另辟蹊径,着眼于中、重度出血的快速止血材料这一国内外研究热点,利用硅基干凝胶的介孔结构进行研发。刘昌胜团队研发的止血剂属于无机非金属材料,就像陶瓷、玻璃等材料一样,无毒、无味,使用、携带都很方便,且止血速度快、用量少、效果好。
洪华介绍,经细胞毒性、致敏、刺激、皮内反应、全身毒性以及血液相容性等一系列生物学评价试验验证,这种止血剂不刺激皮肤,不会导致过敏,无副作用。在静脉止血、内脏止血以及股动脉止血的动物实验中,所有动物全部存活,进食与排泄情况正常,手术部位无感染、无脓肿,并且创口愈合良好,疤痕相对较小、较淡。并且,这些介孔粉末的稳定性很好,长期保存也不易变质失效。此外,它身上的无数孔洞还可以载入其他药物,比如凝血酶、抗生素、抗菌剂等,这将赋予它更多的功能,比如杀菌、防感染等。
军、民、医三界通用
出血是任何创伤均可发生的并发症,是威胁人体生命的主要原因之一。据市场调查,目前我国每年用于临床的各类止血材料约为500吨,其中用于外科手术的止血材料约为200吨。用于各种创伤与外科手术的止血材料的国内市场约为400亿元/年,且年平均增长率达5%。如果能够占据其中1%的市场份额,年销售额就有4亿左右。面对世界70多亿人口的巨大民用市场,止血材料具有巨大的经济效益。
刘昌胜团队研发的止血剂可以广泛应用于军用、医用、民用领域,也能在重大突发事件如地震、爆炸、矿山意外等急救中发挥作用,其应用前景十分广阔。在医院可应用于普通外科、口腔科、神经外科、心胸外科、泌尿外科等需要止血的手术中,可有效缩短手术时间,降低手术风险,减少病人出血,加速创伤愈合,缩短住院时间。同时,它也可应用于军队、警察、消防队员、急救人员以及家用止血急救。