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《Nature 》子刊:神奇“创口贴”!3秒止血,易剥离,比传统创口贴好撕100倍!

来源: 高分子科学前沿|

发表时间:2019-12-30

点击:1934


1、背景介绍


长这么大,手上破个口子在所难免。虽然创口贴可以止住小伤口的出血,但撕创口贴的时候要是一不小心撕到了伤口,那个痛真是记忆犹新,搞不好还要再出点血。


不可控的出血和伤口感染一直是医疗领域死亡的主要原因之一。伤口处理不当不仅会延长愈合时间,还会增加感染的风险,增加死亡的可能性以及经济负担。传统的止血方法是用棉纱布压住伤口,但纱布会吸收血液从而产生不可避免的血液流失。同时被吸收的血液会和纱布形成紧密的整体,在取下纱布的过程中造成伤口撕裂和二次出血甚至感染。因此,有必要设计一种既能促进凝血,又不会造成撕取困难的止血敷料,实现快速止血的同时减少不必要的血液流失和感染。


2、促进血液凝结和血痂剥离的超疏水敷料的设计


新加坡国立大学的Choon Hwai Yap教授和苏黎世联邦理工学院的Dimos Poulikakos教授提出了一种止血敷料的设计策略,制备超疏水材料和血液排斥表面(blood repelling surface),不仅能促进血液的快速凝结,还能防止不必要的血液流失,并且具有抗菌性,易于从伤口表面剥离等优点。他们在超疏水聚合物基质(PTFE、PDMS)表面嵌入一层致密的具有微/纳米级粗糙度的碳纳米纤维(CNF)网络制备超疏水碳纳米纤维SHP CNF表面。CNF会促进纤维蛋白的生长从而促进凝血;同时由于血液与SHP CNF的接触面积中微空气(micro-air pockets)的存在,血痂和SHP CNF间的接触被最小化,在血痂成熟和收缩后,会自然地从敷料表面剥离,与普通商用敷料的剥离张力相比低了1~2个数量级。


3、超疏水敷料的优异性能


作者制备的SHP CNF的水接触角达到162.1 ± 2.9° 水滴滚落角度达到4°。加入抗凝血酶(阻止凝血酶与纤维蛋白的相互作用,阻止凝血)后,液滴与SHP CNF表面之间的纤维状物消失,证明SHP CNF能够通过促进纤维蛋白的形成促进凝血;且SHP CNF表面的细菌粘附微乎其微。单层的SHP CNF能够承受4.9 ± 0.3mmHg的压力,并且不出现血液渗透的现象。将SHP CNF修饰在高分子基材表面,即使在300mmHg的压力下,血液也不会润湿敷料,表现出优异的非润湿性能。商用敷料在从伤口取下时,与伤口发生严重的粘连,伤口撕裂,而制备的敷料可以轻易从伤口部位取下,并且敷料表面没有血液吸收。


作者制备的敷料的先进性主要体现在一下几点:首先,它们通过加速微纤维蛋白的形成实现快速凝血。其次,由于超疏水表面的抗压非湿润特性,可以在不失血的情况下实现凝血。第三,血痂与CNF表面接触极少,在血痂收缩压力的驱动下,CNF表面在血痂成熟后本能地倾向于与血痂分离,从而使敷料自然而非被迫地被移除,不会引起继发性出血。第四,SHP CNF可显著减少细菌附着,降低感染风险。最后,将SHP CNF固定在聚合基质中,可以阻止游离的微/纳米颗粒或纤维进入血液。同时,皮肤相容性测试表明,作者制备的材料可以安全止血使用。


相信通过这些努力,人们能发展更有效的止血产品并在不久的将来在临床使用。


图文速递



图1 在超疏水碳纳米纤维表面纤维蛋白的形成



图2 敷料的抗菌、促进血液凝结和非润湿性特性



图3 血痂剥离测试



图4 动物实验


原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-019-13512-8

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