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  近日，西北大學(xué)范代娣教授/朱晨輝教授/李陽(yáng)副教授團(tuán)隊(duì)在《Advanced Materials》發(fā)表了題為“A Sprayable Hydrogel Based on Biomimetic Polypeptide-modified Lipid Nanoparticles for Treating Non-compressible Hemorrhaging”的研究論文，模擬天然凝血級(jí)聯(lián)機(jī)制，構(gòu)建了能夠激活血小板及促進(jìn)血小板與纖維蛋白交聯(lián)的仿生多肽修飾脂質(zhì)體納米顆粒可噴涂水凝膠，為治療不可壓迫性出血材料的開發(fā)提供了新策略。

  軍事和民用環(huán)境中嚴(yán)重創(chuàng)傷導(dǎo)致的不可壓迫性出血是導(dǎo)致死亡的主要原因，而傳統(tǒng)止血生物材料難以應(yīng)對(duì)此類復(fù)雜出血場(chǎng)景。止血過程包括初級(jí)止血和次級(jí)止血，初級(jí)止血涉及血小板的粘附和聚集，從而形成血小板栓塞；次級(jí)止血涉及凝血級(jí)聯(lián)的啟動(dòng)以及纖維蛋白的交聯(lián)，從而在出血部位形成凝血塊。受天然凝血途徑啟發(fā)，已有生物材料通過模擬天然凝血過程的不同單一階段實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)和動(dòng)態(tài)止血，但僅通過模擬單個(gè)離散階段無(wú)法實(shí)現(xiàn)不可壓迫性創(chuàng)面的高效止血。

  針對(duì)這一難題，西北大學(xué)范代娣教授、朱晨輝教授、李陽(yáng)副教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種基于仿生多肽修飾脂質(zhì)納米顆粒的可噴涂水凝膠。將血小板粘附肽（PAP，序列：GFOGER）和血小板交聯(lián)肽（PCP，序列：GGQQLK）通過酰胺反應(yīng)與磷脂連接后形成磷脂-多肽綴合物，進(jìn)一步將其與二硬脂酰-sn-甘油-3-磷酸膽堿（DSPC）、膽固醇和二硬脂酰-sn-甘油-3-磷酸-L-絲氨酸（DSPS）混合，通過薄膜水化超聲法制備多肽修飾的脂質(zhì)體納米顆粒（Polypeptide-modified Lipid Nanoparticles，PLNs），并將其嵌入鈣離子交聯(lián)的海藻酸鈉水凝膠中。首先，鈣離子-海藻酸鈉水凝膠噴涂至創(chuàng)面處，血液接觸時(shí)迅速誘導(dǎo)膠體網(wǎng)絡(luò)形成，封堵傷口實(shí)現(xiàn)初步物理止血。繼而，血小板粘附肽PAP加速創(chuàng)傷部位血小板活化，觸發(fā)凝血途徑；DSPS和Ca²⁺放大凝血酶生成過程并激活凝血酶原；血小板交聯(lián)肽PCP使得PLNs以及粘附有PLNs的血小板能夠與纖維蛋白交聯(lián)，從而進(jìn)一步穩(wěn)定生成的凝血塊結(jié)構(gòu)。因此，具有表面活性成分修飾的PLNs通過模擬天然凝血級(jí)聯(lián)途徑，與可噴涂水凝膠協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)不可壓迫創(chuàng)面的快速止血（圖1）。

圖1 PLNs水凝膠實(shí)現(xiàn)不可壓迫創(chuàng)面止血機(jī)制示意圖

圖2 PLNs可噴霧凝膠的體外凝血效果

  通過體外實(shí)驗(yàn)，以凝血時(shí)間和血液凝固指數(shù)（BCI）進(jìn)行凝血能力評(píng)估，結(jié)果顯示，相對(duì)于傳統(tǒng)止血材料，PLNs可噴涂水凝膠具有更強(qiáng)的促凝血能力。在紅細(xì)胞/血小板粘附實(shí)驗(yàn)中，PLNs可噴涂水凝膠組的紅細(xì)胞粘附率達(dá)到 92.66±3.85%，血小板粘附率達(dá)到91.05±4.61%。進(jìn)一步將PLNs可噴涂水凝膠應(yīng)用于肝臟出血模型，迅速形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)與纖維蛋白共同編織物理屏障，快速固定大量血細(xì)胞。以上體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與常規(guī)止血材料相比，PLNs可噴涂水凝膠能夠縮短凝血時(shí)間，促進(jìn)紅細(xì)胞/血小板粘附（圖2）。當(dāng) PLNs可噴涂水凝膠應(yīng)用于出血表面時(shí)，能夠迅速形成有效的血液封閉層，實(shí)現(xiàn)快速止血。在大鼠肝出血模型中觀察到，PLNs可噴涂水凝膠的失血量顯著低于常規(guī)止血材料組，其止血時(shí)間也明顯縮短。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于PLNs的可噴涂水凝膠具有良好的生物相容性和可降解性，并在大鼠肝損傷模型中表現(xiàn)出優(yōu)異的止血能力（＜30秒）（圖3）。

圖3 PLNs水凝膠的止血效果及機(jī)制分析

  該研究針對(duì)不可壓迫性創(chuàng)面出血的治療難題，設(shè)計(jì)開發(fā)了多肽修飾的仿生脂質(zhì)體納米顆粒，結(jié)合可噴涂水凝膠，模擬天然凝血級(jí)聯(lián)途徑，實(shí)現(xiàn)快速高效止血，有望成為軍事和民用領(lǐng)域中不可壓迫性創(chuàng)面出血的急救止血?jiǎng)�，為臨床治療提供新的選擇。

  這一工作以“A Sprayable Hydrogel Based on Biomimetic Polypeptide-modified Lipid Nanoparticles for Treating Non-compressible Hemorrhaging”為題發(fā)表在《Advanced Materials》上。文章第一作者為西北大學(xué)碩士研究生馮雅郡，通訊作者為范代娣教授、朱晨輝教授、李陽(yáng)副教授。

  參考文獻(xiàn)：Feng, Y., Zhang, Z., Yan, W., Zhang, Z., Li, Y., Zhu, C., & Fan, D. （2025). A Sprayable Hydrogel Based on Biomimetic Polypeptide-Modified Lipid Nanoparticles for Treating Non-Compressible Hemorrhaging. Advanced materials （Deerfield Beach, Fla.), e2500908. Advance online publication. 

  https://doi.org/10.1002/adma.202500908.