一作兼通讯，西安交大郭保林最新Nature Reviews Chemistry！

奇物论

2021-09-23

出血控制在世界范围内的医疗保健中具有重要意义。由小伤口引起的出血通常通过先天止血机制停止。然而，严重创伤后不受控制的出血与高死亡率有关。因此，快速控制出血势在必行，并推动了止血材料的发展。虽然开发止血材料的最初目标是止血，但进一步的发展已经产生了既能促进更有效止血又表现出其他有吸引力的伤口愈合特性的材料，包括抗菌特性、生物降解性、促进血管生成的能力和促进组织再生的能力。理想的伤口愈合止血材料应能迅速控制出血，易于应用于不同类型的伤口，具有生物相容性和无细胞毒性，易于去除或生物降解，易于加工并在储存过程中具有长期稳定性。

目前，研究人员已经制造了许多止血材料，由不同的活性成分（包括天然聚合物、合成聚合物、硅基材料和含金属材料）和各种形式（包括海绵、水凝胶、纳米纤维和颗粒）组成。止血材料中使用的各种活性成分具有不同的止血功能。然而，目前开发在不影响止血性能的情况下赋予活性成分更有用的伤口愈合特性的方法仍然是一个挑战。

综述简介

鉴于此，西安交通大学郭保林等人在Nature Reviews Chemistry上探讨了用于伤口愈合的止血材料，重点关注材料的化学性质以及它们促进止血和伤口愈合的过程。还概述了不同的止血成分，讨论了过去 10 年在化学修饰这些成分方面取得的进展，并指出了未来的趋势。此外，作者还描述了不同形式的止血材料，突出了它们的优缺点。并讨论了止血材料设计及其在伤口愈合中应用的当前挑战，以激发该领域更深入的研究。

止血和伤口愈合的生理机制

伤口愈合涉及四个重叠（但清晰明确）的阶段：止血、炎症、增殖和重塑。止血是通过形成凝血块来止血的过程，其发生机制有两个主要阶段。越来越多的证据表明生理止血与伤口愈合密切相关，这进一步激发了对用于伤口愈合的止血材料设计的研究兴趣。当血流停止时，止血成分在伤口愈合中的作用并没有结束。血凝块主要由血小板和纤维蛋白组成，它们代表了一种可行的动态蛋白质和细胞基质，不仅有助于止血，而且还充当传入炎症细胞、成纤维细胞和生长因子的临时晶格。因此，如果能够在不造成二次损伤的情况下去除止血材料，则剩余的血凝块可以进一步促进伤口修复。

图|伤口愈合的阶段

图|原发性和继发性止血机制

止血材料的活性成分和材料形式

然后，作者讨论了用于伤口愈合的止血材料的各种活性成分，包括天然聚合物、合成聚合物、硅基材料和含金属材料。探讨了这些活性成分的化学设计以及如何加速止血伤口愈合。此外，将促进止血的化合物制成合适的形式可以增强止血效果。目前，科学家已经开发出多种形式的止血材料，包括海绵、水凝胶、纳米纤维和颗粒。各种形式表现出不同的特性并具有特定的应用条件。

尽管止血材料有多种形式，但目前还不能断定哪种是最好的，因为它们各有其优点和局限性，适合不同的应用。

1）海绵一旦涂抹在止血部位，就能迅速有效地吸收血液，并在止血的初级阶段通过帮助血细胞聚集来浓缩血液并促进凝块的形成。但良好的吸收也使去除变得困难。

图|伤口愈合中的止血海绵

2）用于出血控制的水凝胶主要用作粘合剂，在止血的初级阶段也起作用。良好的附着力有助于封闭伤口和止血。水凝胶粘合剂的优点是可以保持伤口湿润，促进愈合。但局限性同样存在，包括残余官能团的毒性和去除过程中的困难。

图|具有不同粘附机制的止血水凝胶

3）纳米纤维模仿天然的细胞外基质结构，有助于捕获血小板和凝血因子以生成纤维蛋白纤维和凝块，主要用于止血的第二阶段。但由于纳米纤维吸收不良，不适合过度出血。

图|伤口愈合中的止血纳米纤维

4）微粒适用于较深且形状不规则的伤口。然而，它们的去除也是一个问题，它们在进入循环系统时可能会导致血栓形成。

图|伤口愈合中的止血颗粒

材料形式的比较

因此，由于每种形式的止血材料都有这些优点和缺点，因此开发了混合材料以加强不同形式的优点并避免其局限性。虽然混合止血材料的开发尚处于初级阶段，但通过这种方式可以产生更有效和多功能的止血材料。

图|混合止血材料

小结：

综上所述，止血材料在伤口治疗中是必不可少的，尤其是在固有的止血系统无法止血的严重出血的情况下。在过去的 20 年中，人们对可以促进止血和伤口愈合的成分进行了深入研究，从而确定了新的活性成分，并深入了解了它们止血的机制。此外，未来对止血材料的研究应该不仅仅关注有效的出血控制，还应该考虑长期稳定性、便携性以及审美等方面。相信，具有伤口愈合特性的止血材料的开发——通过其化学和制造工艺的设计——将很快极大地推进其临床应用。

参考文献：

Guo, B., Dong, R., Liang, Y. et al. Haemostatic materials for wound healing applications. Nat Rev Chem (2021).

https://doi.org/10.1038/s41570-021-00323-z