傷口是最常見的健康問題之一，在過去十年中，促進傷口護理和愈合的費用持續(xù)增加。傷口愈合的第一步是止血，嚴重創(chuàng)傷后無控制的出血與高死亡率息息相關(guān)。因此，迅速控制出血意義重大，并且這進一步促進了止血材料的開發(fā)。盡管止血材料的最初目標是止血，但進一步開發(fā)的止血材料被證實既能促進更有效的止血，又能展現(xiàn)出包括抗菌性能、生物降解性能，促進血管生成能力和促進組織再生能力等在內(nèi)的有吸引力的促傷口愈合特性，極大的擴展了止血材料的應(yīng)用。
基于以上現(xiàn)狀，以及在止血和促進組織修復領(lǐng)域的持續(xù)研究（Biomaterials 2017, 122, 34?47; Nat. Commun. 2018, 9, 2784; Biomaterials 2018, 183, 185?199; Small 2019, 15, 1900046; Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 1910748; ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 35856?35872; Chem. Mater. 2020, 32, 6595?6610; Chem. Eng. J. 2021, 403, 126329; ACS Nano 2021, 15, 7078?7093; Small 2021, 17, 2101356），西安交通大學前沿科學技術(shù)研究院郭保林教授團隊受邀對應(yīng)用于組織修復的止血材料進行了綜述。在這篇綜述中，研究人員重點介紹了材料的化學成分及其促進止血和傷口愈合的過程。研究人員首先提供了不同止血活性成分的概述，討論了過去10年在這些促進止血的活性成分的化學修飾方面取得的進展，并指出了未來的趨勢。此外，他們還介紹了止血材料的不同形式，分析了它們的優(yōu)缺點。此外，作者還討論了止血材料的設(shè)計及其在傷口愈合中的應(yīng)用所面臨的挑戰(zhàn)，以激發(fā)這一領(lǐng)域更深入的研究。
圖1 用于傷口愈合應(yīng)用的止血材料的活性成分和材料形式
傷口愈合涉及四個重疊（但定義明確）的階段：止血、炎癥、增殖和重塑。作為修復第一階段的止血，其發(fā)生機制有兩個主要階段（圖2）。止血的初級階段主要涉及血小板的粘附、激活和聚集。在止血的第二階段，由外在和內(nèi)在凝血途徑產(chǎn)生凝血塊。修復的后續(xù)幾個階段還涉及傷口清潔、膠原、肉芽組織、血管、表皮等的形成。越來越多的證據(jù)表明，生理性止血與傷口愈合密切相關(guān)，這進一步推動了對傷口愈合止血材料設(shè)計的研究興趣。
圖2 生理性止血過程中的初級止血和二級止血
當開發(fā)止血材料時，需要考慮的兩個主要因素是活性化學成分和材料形式；钚猿煞址譃樗念悾天然聚合物、合成聚合物、硅基材料和含金屬材料（圖1）。止血材料中使用的各種活性成分具有不同的止血功能。例如，最廣泛使用的止血成分殼聚糖通過聚集紅細胞、刺激血小板、激活止血相關(guān)途徑和促進血凝塊形成促進止血。硅基材料，如高嶺土或沸石，具有可吸收血液和促進凝固的介孔結(jié)構(gòu)。
止血材料有多種形式，從簡單到復雜，從二維到三維，從親水到疏水，從宏觀到納米，并且其形式也會影響功能和應(yīng)用，最廣泛使用的止血材料形式包括海綿、水凝膠、納米纖維和顆；蚍勰┑。海綿是用于控制出血的最傳統(tǒng)的材料形式，其具有很高的吸血能力以及富集紅細胞和血小板的能力，同時它們可以濃縮凝血因子，從而促進凝血（圖 3）。水凝膠不僅有助于控制出血，還有助于保持傷口部位濕潤，有利于傷口愈合。用于控制出血的水凝膠的一個共同特征是黏附性，這使水凝膠能夠密封傷口并加速止血。納米纖維基質(zhì)主要通過其捕獲血細胞、血小板和其他凝血因子的能力以及其結(jié)構(gòu)與天然纖維蛋白纖維的相似性來控制出血。止血顆粒和止血粉可應(yīng)用于多種傷口，包括深部和不規(guī)則形狀的傷口。此外，復合材料也越來越受到關(guān)注，因為它們結(jié)合了不同成分的有用特性，同時避免了單一材料的某些缺點。
圖3 海綿止血材料
開發(fā)止血材料最具挑戰(zhàn)性的方面是將其設(shè)計成適合其應(yīng)用的形式。此外，更快更容易的化學反應(yīng)、止血能力與診斷和/或監(jiān)測能力相結(jié)合、易于去除、長期穩(wěn)定性和便攜性等都是未來設(shè)計用于傷口修復的止血材料時需要被進一步考慮的方向。
以上成果以“Haemostatic materials for wound healing applications”為題發(fā)表在Nature Reviews Chemistry (Doi:10.1038/s41570-021-00323-z)。西安交通大學前沿科學技術(shù)研究院郭保林教授為論文的第一作者和通訊作者，前沿院助理教授董若楠，博士生梁永平和李勐參與了論文的撰寫。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41570-021-00323-z
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