院前创伤患者潜在可预防的死亡最常见原因是无法控制出血。目前很少有止血材料能同时实现安全、高效的快速止血。近日，来自南昌大学的万文兵、中国科学院大学Shixuan Chen、温州医科大学潘景业教授团队进行了用于治疗不受控制出血的超弹性碳化蘑菇气凝胶的相关研究“Super-Elastic Carbonized Mushroom Aerogel for Management of Uncontrolled Hemorrhage”

　　本文开发了新的碳化纤维素基气凝胶止血材料，用于处理不可压缩性出血。碳化纤维素气凝胶来自双孢蘑菇，经过一系列的加工，包括切割、碳化、纯化和冷冻干燥。在体外，具有多孔结构的碳化纤维素气凝胶显示出良好的亲水性及吸血和凝固能力，在潮湿条件下可以快速恢复形状。在体内，碳化气凝胶在小型和大型动物严重出血模型中都显示出有效的止血能力。碳化气凝胶组的失血量和止血时间均优于阳性对照组。此外，机理研究显示，碳化纤维素气凝胶良好的止血能力与高血红蛋白结合效率、红细胞吸收、血小板吸收和活化有关。总之，本研究开发的碳化纤维素气凝胶在处理不受控制的出血方面具有广阔前景。

　　天然双孢蘑菇的内部结构是纤维状的，在冷冻干燥和碳化过程中，纤维素纤维空间重组变成了多孔结构。在160℃下碳化8、10和12小时最终碳化气凝胶的平均孔径逐渐增大。相应的平均孔径分别为30.64 ± 9.49 μm、44.81 ± 8.56 μm和50.99 ± 8.85 μm。在180℃下碳化的最终气凝胶内部结构与不同碳化时间仍然显示出多孔结构。在180℃下生成8、10和12小时的碳化气凝胶的平均孔径分别为（50.24±6.25）μm、（58.06±9.23）μm、（44.33±8.47）μm。然而，当碳化温度上升到200℃时，多孔结构完全消失了。在200℃下10小时和12小时产生的碳化气凝胶中显示明显的塌陷片状结构，与木炭结构相似。EDX元素分析结果显示，碳化气凝胶中C和N元素含量增加，而O元素的含量在碳化后减少。用FTIR和XPS鉴定碳化前后双孢蘑菇化学功能团。与木炭相比，碳化气凝胶亲水性因含N化学基团的存在而得到加强。碳化气凝胶的接触角（48.8°±1.5°）明显低于木炭（76.8°±2.1°）和明胶海绵（125°±1.3°），但与纱布（44.8°±1.8°）相似。

　　超弹性是NCTH对止血材料最重要的要求之一。气凝胶在70%的压缩应变下循环压缩20次仍然可重新保持原来的形状。尽管（200℃，8小时）气凝胶形状在第一次压缩后不能恢复。160℃以下碳化气凝胶的杨氏模量和压应力随碳化时间从8到12小时的增加而逐渐下降。碳化10小时的气凝胶杨氏模量和压缩应力也随着碳化温度从160℃到200℃的增加而逐渐降低。（160℃，10小时）的碳化气凝胶不仅可以在大气条件下压缩和回收，而且还可以在潮湿条件下压缩和回收。同样，160℃下碳化气凝胶的拉伸模量和拉伸强度随着碳化时间从8小时到12小时的增加而逐渐下降。碳化10小时的气凝胶拉伸模量和拉伸强度也随着碳化温度从160℃到200℃的增加而逐渐降低。(160 °C, 10 h)的碳化气凝胶在大气和潮湿条件下都可以延长和恢复。

　　接着研究人员检查了骨化蘑菇气凝胶的血红蛋白结合能力。与明胶海绵、纱布相比，（160℃，12小时）气凝胶、（180℃，10小时）气凝胶和（200℃，8小时）气凝胶显示出良好的血红蛋白结合效率。三种碳化气凝胶量化血凝指数（BCI）在所有时间点都低于明胶海绵和纱布，尤其是在前三分钟，（180℃，10小时）气凝胶表现出最快血液凝固。与纱布相比，在（160℃，12小时）气凝胶、（180℃，10小时）气凝Kaiyun 开云胶、（200℃，8小时）气凝胶和明胶海绵的表面发现更多的血小板。然而与明胶海绵的表面相比，更多的血小板附着在（160℃，12小时）气凝胶和（180℃，10小时）气凝胶的表面。被激活的血小板形状从圆形变为不规则形状。气凝胶和（180℃，10小时）气凝胶的zeta电位明显低于（200℃，8小时）气凝胶和明胶海绵。而（160℃，12小时）气凝胶的zeta电位高于（180℃，10小时）气凝胶。此外，（160℃，12小时）气凝胶和（180℃，10小时）气凝胶的APTT也低于（200℃，8小时）气凝胶和明胶海绵。

　　在大鼠尾部出血模型中，用（180℃，10小时）碳化气凝胶处理的尾部表现出最小的失血量。与（160℃，12小时）气凝胶、（200℃，8小时Kaiyun 开云）气凝胶、明胶海绵和纱布相比。（180℃，10小时）碳化气凝胶的止血时间明显快于（160℃，12小时）气凝胶，（200℃，8小时）气凝胶、明胶海绵和纱布。同样，（160℃，12小时）气凝胶和（180℃，10小时）气凝胶在大鼠肝穿孔出血模型中表现出最佳止血能力。在兔子心脏穿孔出血模型中，使用（160℃，12小时）气凝胶和（180℃，10小时）气凝胶的心脏失血量也低于（200℃，8小时）气凝胶组、明胶海绵、纱布和空白组。在大鼠肝切除出血模型中用（160℃，12小时）气凝胶、（180℃，10小时）气凝胶和（200℃，8小时）气凝胶处理的组的肝脏失血量低于明胶海绵组、纱布组和空白组。最后，（160℃，12小时）气凝胶的止血时间和（180℃，10小时）气凝胶的止血时间少于明胶海绵、纱布和空白组。以上数据表明气凝胶具有优越的止血能力。

　　本文开发了新的碳化纤维素基气凝胶止血材料，可用于处理不可压缩性躯干出血。在体外，具有多孔结构的碳化纤维素气凝胶显示出良好的亲水性、良好的血液吸收和凝固能力，以及在潮湿条件下快速形状恢复能力。最后，碳化气凝胶在体外和体内研究中都显示出有效的止血能力。未来的研究可能通过引入氧化石墨烯、冰冻凝胶或其他形状记忆材料来提高形状恢复能力。同时可通过使材料带正电或负电，或与止血粉（如高岭土、ZEO-LITE）混合，来提高气凝胶的止血能力。纤维素和混合纤维素止血材料在治疗NCTH方面很有前景。

　　上海格索普生物科技有限公司致力于提供从科研到临床的专业可视化解决方案，服务于高校、科研院所、及企业的客户。我们的服务：科研绘图 / SCI绘图 / 信号通路图 / 模式图 / 学术海报 / 基金配图 / 论文数据排版 / 医学插画 / 医学漫画 / 医学动画 / 标书作图开云 开云体育开云 开云体育