加州大學洛杉磯分校（UCLA）與加州大學圣地亞哥分校（UCSD）的研究團隊聯(lián)合開發(fā)出一種新型注射式水凝膠密封材料，可實現(xiàn)對肺、心臟及血管等柔軟彈性器官的快速止血和組織黏附。相關研究成果已發(fā)表于《Science Translational Medicine》期刊。

這款創(chuàng)新型水凝膠由甲基丙烯酰化人源重組原彈性蛋白（methacryloyl-modified human recombinant tropoelastin, 簡稱 MeTro）與納米層狀硅酸鹽顆粒（Laponite silicate nanoplatelets, 簡稱 SNs）組成，結(jié)合了高柔韌性、高組織黏附力與止血性能三大優(yōu)勢，克服了傳統(tǒng)軟組織修復材料在動態(tài)環(huán)境下易脫落、致炎或失效的難題。

解決傳統(tǒng)技術(shù)難題：柔軟器官“動不?！?，縫不住

在臨床中，肺、心臟及血管等器官由于持續(xù)運動與高彈性，傳統(tǒng)縫合技術(shù)（如縫線、金屬夾或釘）在應用中常引發(fā)二次出血或創(chuàng)傷擴大。而現(xiàn)有止血材料如纖維蛋白基密封劑雖然能止血，卻可能在有凝血障礙的患者中誘發(fā)過度凝血反應；而常用的強力膠如氰基丙烯酸酯雖然粘附力強，但硬度大，容易限制組織活動并引起細胞毒性。

結(jié)構(gòu)優(yōu)化：MeTro賦予彈性，SNs增強止血與黏附

此前MeTro水凝膠因其優(yōu)異的生物相容性和仿天然彈性受到關注，但止血性能仍有短板。本研究通過添加1%濃度的納米硅酸鹽顆粒（SNs），有效提升其止血能力及機械強度，同時保持良好的組織兼容性和柔軟性。

在豬肺組織測試中，MeTro/SN混合水凝膠的黏附強度達23 kPa，遠高于單獨使用MeTro的12 kPa；其爆破壓力（burst pressure）達到3.6 kPa，優(yōu)于MeTro的2.8 kPa。在心臟組織的測試中，MeTro/SN材料可耐受高達47 kPa的壓力，而MeTro僅為41 kPa。

體內(nèi)外試驗：止血快、無毒副反應、穩(wěn)定耐壓

研究團隊在大鼠尾部截斷模型中發(fā)現(xiàn)，MeTro/SN水凝膠可將出血量減少91%，相較未處理對照組減少約99%。在人血止血實驗中，含1% SNs 的MeTro/SN水凝膠使血液凝固時間縮短至12分鐘，明顯優(yōu)于未處理組（15分鐘），且未誘發(fā)溶血或細胞損傷。

組織相容性方面，水凝膠植入大鼠皮下7天及28天后，組織未見明顯炎癥、纖維化或淋巴細胞浸潤，顯示出良好的生物安全性。在豬肺穿孔模型中，該材料可在14天內(nèi)穩(wěn)定密封，保持氣密性和耐壓性，期間未出現(xiàn)脫落或組織損傷。

臨床前展望：動態(tài)環(huán)境下的創(chuàng)傷“急救貼”

研究者表示，該新型MeTro/SN水凝膠在模擬外傷及手術(shù)環(huán)境下展現(xiàn)出優(yōu)異的封合能力和止血效果，尤其適用于傳統(tǒng)材料難以處理的柔軟動態(tài)器官。其快速凝膠化、良好彈性、止血效率和低免疫反應，為將來在創(chuàng)傷急救、胸腔手術(shù)、心臟修復等領域的臨床應用奠定了堅實基礎。

研究團隊總結(jié)稱，該水凝膠具有良好的工程可調(diào)性、生物相容性和功能整合潛力，未來有望成為軟組織快速修復和止血的“黃金標準”。

參考文獻：Mahsa Ghovvati et al, Rapid closure and hemostasis of ruptured soft tissues using a modified human tropoelastin-based sealant in preclinical models,?Science Translational Medicine?(2025).?DOI: 10.1126/scitranslmed.adr6458

編輯：王洪

排版：李麗