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  在交通事故、戰(zhàn)場創(chuàng)傷或外科手術(shù)中，大出血往往能在短時(shí)間內(nèi)威脅生命。據(jù)統(tǒng)計(jì)，超過30%的創(chuàng)傷相關(guān)死亡由失控性出血直接導(dǎo)致。盡管現(xiàn)有止血材料（如凝血酶、沸石等）和生物粘合劑（如纖維蛋白膠、氰基丙烯酸酯）已被廣泛應(yīng)用，但它們存在明顯短板：傳統(tǒng)材料凝血速度慢、機(jī)械強(qiáng)度不足，而大多數(shù)組織粘合劑如果追求生物相容性，不得不在粘附性能的方面妥協(xié)。如何開發(fā)一種既能快速止血、又安全可降解的新型材料，成為臨床醫(yī)學(xué)的迫切需求。

  近日，浙江大學(xué)毛崢偉、丁元和王偉林教授等開發(fā)了一款新型自組裝蛋白質(zhì)凝膠貼片，能夠?qū)崿F(xiàn)高效穩(wěn)定且安全可降解的止血功能。自組裝蛋白質(zhì)凝膠貼片，由纖維蛋白原自組裝形成凝膠的干態(tài)貼片，能快速吸收組織界面水分，在30秒內(nèi)形成致密的水凝膠網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)通過分子內(nèi)/間強(qiáng)相互作用實(shí)現(xiàn)與組織的牢固結(jié)合。研究內(nèi)容以Molecular self-assembly strategy tuning a dry crosslinking protein patch for biocompatible and biodegradable haemostatic sealing為題，發(fā)表在《Nature Communications》上，余麗莎研究員、劉招娣博士為論文共同第一作者。

自組裝蛋白質(zhì)凝膠貼片的核心設(shè)計(jì)思路

1.疏水基團(tuán)誘導(dǎo)纖維蛋白原分子自組裝

  研究團(tuán)隊(duì)對(duì)天然纖維蛋白原進(jìn)行化學(xué)修飾，通過N-羥基琥珀酰亞胺酯（NHS酯）反應(yīng)，將疏水性基團(tuán)（如己�；鵆6）修飾到蛋白質(zhì)的賴氨酸殘基上。這種修飾改變了蛋白質(zhì)分子間的相互作用，誘導(dǎo)其自發(fā)分子纏結(jié)、組裝形成水凝膠（圖1）。

2.干燥交聯(lián)技術(shù)突破濕態(tài)屏障

  傳統(tǒng)水凝膠因含水量高，難以在濕潤組織表面形成牢固粘附。纖維蛋白質(zhì)自組裝凝膠通過凍干技術(shù)轉(zhuǎn)化為干態(tài)，使用時(shí)能快速吸收干燥組織界面水，在30秒內(nèi)形成致密的水凝膠網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)通過分子內(nèi)/間強(qiáng)相互作用實(shí)現(xiàn)與組織緊密結(jié)合。

3.保留生物活性，降解可控

  與化學(xué)交聯(lián)或酶交聯(lián)方法不同，自組裝蛋白質(zhì)凝膠貼片不僅通過物理交聯(lián)實(shí)現(xiàn)自組裝，還保留了與凝血酶、纖溶酶等的天然相互作用。既能促進(jìn)凝血，又可被體內(nèi)酶逐步降解，避免二次手術(shù)取出。

研究成果：性能遠(yuǎn)超傳統(tǒng)產(chǎn)品

  通過體外粘合性能、體內(nèi)降解模型、體內(nèi)止血模型等系統(tǒng)驗(yàn)證，自組裝蛋白質(zhì)凝膠貼片在多個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)上遠(yuǎn)超現(xiàn)有商業(yè)產(chǎn)品

1.強(qiáng)本體機(jī)械性能和粘合性能

  自組裝蛋白質(zhì)凝膠貼片轉(zhuǎn)化為凝膠，儲(chǔ)能模量達(dá)215.6kPa，是未修飾纖維蛋白原的27倍；對(duì)濕態(tài)組織或血液的粘合性能，均優(yōu)于傳統(tǒng)的纖維蛋白膠Fibrin glue，以及國外臨床外科常用的纖維蛋白密封貼片TachoSil®和EVARREST®（圖2）。

2.優(yōu)異的生物相容性

  大鼠皮下植入實(shí)驗(yàn)證明自組裝蛋白質(zhì)凝膠貼片4周左右降解，并且周圍組織未出現(xiàn)壞死或異常炎癥。肝臟切口損傷實(shí)驗(yàn)中，蛋白質(zhì)凝膠貼片降解后傷口愈合，肝臟表面平滑，無息肉或組織粘連。

3.快速止血，效果顯著

  在豬肝臟切除模型中，自組裝蛋白質(zhì)凝膠貼片能30秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)止血，相對(duì)臨床常用的止血產(chǎn)品失血量減少98%；針對(duì)股動(dòng)脈損傷等高危出血場景，其止血時(shí)間僅需1分鐘，而臨床止血紗布（Combat Gauze®）需4分鐘以上（圖3）。

  文獻(xiàn)信息

  Yu, L., Liu, Z., Zheng, Y.et al. Molecular self-assembly strategy tuning a dry crosslinking protein patch for biocompatible and biodegradable haemostatic sealing. Nat Commun 16, 1437 (2025). 

  https://doi.org/10.1038/s41467-025-56726-9